Hidrogenita nitrila kaŭĉuko (HNBR) estas ĉefe uzata en aplikoj, kiuj postulas altajn kaj malaltajn temperaturojn dinamikajn proprietojn kaj bonan maljuniĝan reziston, post ŝveliĝo en oleo kaj fluido Post ŝveliĝo en oleoj kaj fluidoj, HNBR estas ĉefe uzata en aplikoj postulantaj altajn dinamikajn proprietojn ĉe altaj kaj malaltaj temperaturoj kaj bona maljuniĝo-rezisto. Tipaj aplikoj postulantaj ĉi tiujn trajtojn estas temporimenoj, altpremaj tuboj kaj paperruloj. La kaŭĉukaj produktoj uzataj estas submetitaj al ekstreme postulemaj dinamikaj kondiĉoj kaj ofte estas submetitaj al ŝokoj en ampleksa gamo de temperaturoj kaj frekvencoj. Konvenciaj testoj uzitaj por karakterizi la dinamikajn trajtojn de materialoj estas ĝenerale faritaj ĉe ĉambra temperaturo.
Dum ĉi tiuj provoj povas bone karakterizi neplenajn materialojn, mezuradoj ĉe ĉirkaŭaj temperaturoj ne reflektas la efikojn de temperaturo sur plenigaĵo-monomera interagado. plenigaĵo kaj plenigaĵo-polimero-interagoj kaj ilia efiko al materialaj propraĵoj ĉe tre altaj temperaturoj. Por polimeroj dezajnitaj specife por alttemperaturaj aplikoj, kompreno de la efiko de temperaturo sur la teknikaj trajtoj de la materialo estas necesa por taŭga kunmetaĵoptimumigo.
En ĉi tiu artikolo, la efiko de temperaturo sur la teknikaj propraĵoj de plenigitaj kaŭĉukoj estas esplorita, fokusante sur la speco de plenigaĵo, ĝia dozo kaj la interago de la plenigaĵo kun HNBR kaj hidrogenitaj karboksilate nitrilbutadienaj kaŭĉuko (HXNBR) polimeroj.
Tiucele ĉi tiu artikolo komparas plifortikajn (N330) kaj ne-plifortikajn (N990) karbonigrulojn kun silicoksido (VulcasilN). La surfaco de silicoksido povas esti modifita kaj pasive (plenigsurfaco hidrofoba) kaj aktive (plenigaĵosurfaco hidrofoba kaj ligita al polimero). Pliiĝanta nombro da kunmetaĵoj ankaŭ uzas monomerajn plenigaĵojn, kiel ekzemple zinkdiakrilato (ZAD), kiuj povas esti polimerigitaj surloke dum vulkanizado por plibonigi materialajn trajtojn. Ĉi tiuj novaj 'plenigaĵoj' kaj ilia interago kun la polimera matrico ankoraŭ ne estis studitaj laŭ temperaturo kaj frekvencaj dependaj propraĵoj. La novaj 'plenigaĵoj' kaj ilia interago kun la polimermatrico ne estis studitaj laŭ temperaturo kaj frekvencaj dependaj trajtoj.
Surbaze de la mekanikaj kaj dinamikaj mekanikaj propraĵoj de vulkanigitaj kaj nevulkanigitaj HNBR-kunmetaĵoj, diversaj plenigaĵoj (karbonnigro, silicoksido kaj ZDA) estis analizitaj por plenigo. kaj ZDA) plenigitaj normaj HNBR kaj HXNBR-kaŭĉukoj estis analizitaj kun respekto al la temperaturdependeco de la plifortikigaj trajtoj.
La malkresko en modulo kun kreskanta temperaturo por ĉiuj nevulkanigitaj kaŭĉukoj (krom la silic-plena sistemo) estas sekvo de la temperaturdependeco de la viskozeco de la polimermatrico. La tipo kaj kvanto de plenigaĵo en la ligilo nur determinas la gradon da plifortikigo kaj havas neniun efikon al la temperaturdependa malkresko en ligilo-modulo.
Por silic-plenaj gluoj, la kunfluo de la silicoksidpartikloj determinas la temperatur-dependan konduton. Se la silika surfaco estas traktita per silika alkantraktado por atingi hidrofobecon, la kunfluo de silikaj partikloj estas malhelpita. Ĉe grandaj deformadamplitudoj, la plifortikigo de ĉiuj karbonigraj kaj silic-plenaj kunmetaĵoj povas esti priskribita kiel hidrodinamika plifortikigo nur.
Se ZDA estas uzata kiel plenigaĵo, neniu plifortiga efiko estas observita en la nevulkanigitaj kaŭĉukaj kunmetaĵoj ĉar ZDA ankoraŭ ne estas polimerigita kaj funkcias nur kiel malalta relativa molekula masa plastifikilo. La ZDA-enhavantaj kunmetaĵoj havis malaltajn viskozecojn ĉe ĉiuj trostreĉoj, indikante bonajn pretigajn trajtojn.
Komparo de la dinamikaj mekanikaj propraĵoj kaj streĉo-sur-streĉiĝpropraĵoj de la vulkanigita kaŭĉuko montris ke la ZDA-plena HXNBR-kaŭĉuko-kunmetaĵo havis la plej grandan komplementan Forton kaj maksimumajn finajn mekanikajn ecojn (streso kaj plilongiĝo ĉe paŭzo) malpliiĝis kun kreskanta temperaturo por ĉiuj ligiloj. La forta interago inter la plenigaĵsurfaco kaj la polimera matrico plibonigas la efikon de temperaturo sur plifortigaj propraĵoj. Kvankam jonaj interagoj inter ZDA kaj HXNBR karboksilgrupoj maksimumigis la frakturstreson, tiuj jonaj interagoj havis neniun efikon al la temperaturdependeco de la frakturstreso. Ĉi tio sugestas, ke meĥanike stabilaj jonaj interagoj inter ZDA kaj la funkciigita polimera matrico (HXNBR) estas antaŭkondiĉo por bonegaj mekanikaj kaj dinamikaj mekanikaj trajtoj de la kaŭĉuka materialo kun malalta histerezperdo sub dinamikaj deformaj kondiĉoj.
