Το υδρογονωμένο καουτσούκ νιτριλίου (HNBR) χρησιμοποιείται κυρίως σε εφαρμογές που απαιτούν δυναμικές ιδιότητες υψηλών και χαμηλών θερμοκρασιών και καλή αντοχή στη γήρανση, μετά τη διόγκωση σε λάδι και υγρά Μετά τη διόγκωση σε λάδια και υγρά, το HNBR χρησιμοποιείται κυρίως σε εφαρμογές που απαιτούν υψηλές δυναμικές ιδιότητες σε υψηλές και χαμηλές θερμοκρασίες και καλή αντοχή στη γήρανση. Τυπικές εφαρμογές που απαιτούν αυτές τις ιδιότητες είναι οι ιμάντες χρονισμού, οι εύκαμπτοι σωλήνες υψηλής πίεσης και τα ρολά χαρτιού. Τα προϊόντα από καουτσούκ που χρησιμοποιούνται υπόκεινται σε εξαιρετικά απαιτητικές δυναμικές συνθήκες και συχνά υποβάλλονται σε κραδασμούς σε ένα ευρύ φάσμα θερμοκρασιών και συχνοτήτων. Οι συμβατικές δοκιμές που χρησιμοποιούνται για τον χαρακτηρισμό των δυναμικών ιδιοτήτων των υλικών διεξάγονται γενικά σε θερμοκρασία δωματίου.
Ενώ αυτές οι δοκιμές μπορούν να χαρακτηρίσουν καλά μη γεμισμένα υλικά, οι μετρήσεις σε θερμοκρασίες περιβάλλοντος δεν αντικατοπτρίζουν τις επιπτώσεις της θερμοκρασίας στην αλληλεπίδραση πληρωτικού-μονομερούς. αλληλεπιδράσεις πληρωτικού και πληρωτικού-πολυμερούς και η επίδρασή τους στις ιδιότητες του υλικού σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες. Για πολυμερή που έχουν σχεδιαστεί ειδικά για εφαρμογές υψηλής θερμοκρασίας, είναι απαραίτητη η κατανόηση της επίδρασης της θερμοκρασίας στις τεχνικές ιδιότητες του υλικού για τη σωστή βελτιστοποίηση της ένωσης.
Σε αυτή την εργασία, διερευνάται η επίδραση της θερμοκρασίας στις τεχνικές ιδιότητες των γεμισμένων ελαστικών, εστιάζοντας στον τύπο του πληρωτικού, τη δοσολογία του και την αλληλεπίδραση του πληρωτικού με πολυμερή HNBR και υδρογονωμένο καρβοξυλιωμένο καουτσούκ νιτριλίου βουταδιενίου (HXNBR).
Για το σκοπό αυτό, η παρούσα εργασία συγκρίνει τις ενισχυτικές (N330) και τις μη ενισχυτικές (N990) αιθάλη με πυρίτιο (VulcasilN). Η επιφάνεια του πυριτίου μπορεί να τροποποιηθεί τόσο παθητικά (επιφάνεια πλήρωσης υδρόφοβη) όσο και ενεργά (επιφάνεια πλήρωσης υδρόφοβη και συνδεδεμένη με πολυμερές). Ένας αυξανόμενος αριθμός ενώσεων χρησιμοποιεί επίσης μονομερή πληρωτικά, όπως ο διακρυλικός ψευδάργυρος (ZAD), ο οποίος μπορεί να πολυμεριστεί in situ κατά τη διάρκεια του βουλκανισμού για τη βελτίωση των ιδιοτήτων του υλικού. Αυτά τα νέα «πληρωτικά» και η αλληλεπίδρασή τους με την πολυμερή μήτρα δεν έχουν ακόμη μελετηθεί ως προς τις ιδιότητες που εξαρτώνται από τη θερμοκρασία και τη συχνότητα. Τα νέα «πληρωτικά» και η αλληλεπίδρασή τους με την πολυμερή μήτρα δεν έχουν μελετηθεί ως προς τις ιδιότητες που εξαρτώνται από τη θερμοκρασία και τη συχνότητα.
Με βάση τις μηχανικές και δυναμικές μηχανικές ιδιότητες των βουλκανισμένων και μη βουλκανισμένων ενώσεων HNBR, αναλύθηκαν για πλήρωση διάφορα υλικά πλήρωσης (μαύρος άνθρακας, πυρίτιο και ZDA). και ZDA) γεμισμένα τυπικά ελαστικά HNBR και HXNBR αναλύθηκαν σε σχέση με την εξάρτηση από τη θερμοκρασία των ενισχυτικών ιδιοτήτων.
Η μείωση του συντελεστή με την αύξηση της θερμοκρασίας για όλα τα μη βουλκανισμένα καουτσούκ (εκτός από το σύστημα πλήρωσης με πυρίτιο) είναι συνέπεια της εξάρτησης από τη θερμοκρασία του ιξώδους της πολυμερούς μήτρας. Ο τύπος και η ποσότητα του πληρωτικού στο συνδετικό υλικό καθορίζει μόνο τον βαθμό ενίσχυσης και δεν έχει καμία επίδραση στην εξαρτώμενη από τη θερμοκρασία μείωση του συντελεστή συνδετικού υλικού.
Για κόλλες γεμάτες με πυρίτιο, η συνένωση των σωματιδίων πυριτίου καθορίζει τη συμπεριφορά που εξαρτάται από τη θερμοκρασία. Εάν η επιφάνεια του πυριτίου υποβληθεί σε επεξεργασία με επεξεργασία αλκανίου πυριτίου για να επιτευχθεί υδροφοβικότητα, η συνένωση των σωματιδίων πυριτίας αναστέλλεται. Σε μεγάλα πλάτη παραμόρφωσης, η ενίσχυση όλων των ενώσεων αιθάλης και πλήρωσης με πυρίτιο μπορεί να περιγραφεί μόνο ως υδροδυναμική ενίσχυση.
Εάν το ZDA χρησιμοποιείται ως πληρωτικό, δεν παρατηρείται ενισχυτικό αποτέλεσμα στις μη βουλκανισμένες ενώσεις καουτσούκ επειδή το ZDA δεν έχει ακόμη πολυμεριστεί και δρα μόνο ως πλαστικοποιητής χαμηλής σχετικής μοριακής μάζας. Οι ενώσεις που περιέχουν ZDA είχαν χαμηλό ιξώδες σε όλα τα στελέχη, υποδεικνύοντας καλές ιδιότητες επεξεργασίας.
Η σύγκριση των δυναμικών μηχανικών ιδιοτήτων και των ιδιοτήτων τάσης επί παραμόρφωσης του βουλκανισμένου καουτσούκ έδειξε ότι η γεμάτη με ZDA ένωση καουτσούκ HXNBR είχε τη μεγαλύτερη συμπληρωματική αντοχή και οι μέγιστες τελικές μηχανικές ιδιότητες (τάσεις και επιμήκυνση κατά τη θραύση) μειώθηκαν με την αύξηση της θερμοκρασίας για όλα τα συνδετικά. Η ισχυρή αλληλεπίδραση μεταξύ της επιφάνειας πλήρωσης και της πολυμερούς μήτρας ενισχύει την επίδραση της θερμοκρασίας στις ενισχυτικές ιδιότητες. Αν και οι ιοντικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ των καρβοξυλικών ομάδων ZDA και HXNBR μεγιστοποίησαν την τάση θραύσης, αυτές οι ιοντικές αλληλεπιδράσεις δεν είχαν καμία επίδραση στην εξάρτηση από τη θερμοκρασία της τάσης θραύσης. Αυτό υποδηλώνει ότι οι μηχανικά σταθερές ιοντικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ του ZDA και της λειτουργοποιημένης πολυμερούς μήτρας (HXNBR) αποτελούν προϋπόθεση για εξαιρετικές μηχανικές και δυναμικές μηχανικές ιδιότητες του υλικού από καουτσούκ με χαμηλή απώλεια υστέρησης υπό συνθήκες δυναμικής παραμόρφωσης.
