O caucho de nitrilo hidroxenado (HNBR) utilízase principalmente en aplicacións que requiren propiedades dinámicas a alta e baixa temperatura e unha boa resistencia ao envellecemento, despois do inchazo en aceite e fluído. As aplicacións típicas que requiren estas propiedades son as correas de distribución, as mangueiras de alta presión e os rolos de papel. Os produtos de caucho utilizados están sometidos a condicións dinámicas extremadamente esixentes e adoitan estar sometidos a golpes nunha ampla gama de temperaturas e frecuencias. As probas convencionais utilizadas para caracterizar as propiedades dinámicas dos materiais realízanse xeralmente a temperatura ambiente.
Aínda que estas probas poden caracterizar ben os materiais sen recheo, as medicións a temperatura ambiente non reflicten os efectos da temperatura na interacción recheo-monómero. interaccións recheo e recheo-polímero e o seu efecto sobre as propiedades dos materiais a temperaturas moi elevadas. Para os polímeros deseñados especificamente para aplicacións de alta temperatura, é necesario comprender o efecto da temperatura nas propiedades técnicas do material para a optimización adecuada do composto.
Neste artigo, investiga o efecto da temperatura nas propiedades técnicas dos cauchos recheos, centrándose no tipo de recheo, a súa dosificación e a interacción do recheo con HNBR e polímeros de caucho de nitrilo butadieno carboxilado hidroxenado (HXNBR).
Para este fin, este traballo compara os negros de carbono de refuerzo (N330) e non de refuerzo (N990) con sílice (VulcasilN). A superficie da sílice pódese modificar tanto de forma pasiva (superficie de recheo hidrófoba) como activamente (superficie de recheo hidrófoba e unida ao polímero). Un número crecente de compostos tamén usa cargas monómeras, como o diacrilato de cinc (ZAD), que se poden polimerizar in situ durante a vulcanización para mellorar as propiedades do material. Estes novos 'recheos' e a súa interacción coa matriz polimérica aínda non foron estudadas en termos de propiedades dependentes da temperatura e da frecuencia. Os novos 'recheos' e a súa interacción coa matriz polimérica non foron estudadas en termos de propiedades dependentes da temperatura e da frecuencia.
En base ás propiedades mecánicas e dinámicas dos compostos HNBR vulcanizados e non vulcanizados, analizáronse varios recheos (negro de humo, sílice e ZDA) para o recheo. e ZDA) analizáronse cauchos estándar HNBR e HXNBR recheos con respecto á dependencia da temperatura das propiedades de reforzo.
A diminución do módulo co aumento da temperatura para todos os cauchos non vulcanizados (agás o sistema cheo de sílice) é unha consecuencia da dependencia da temperatura da viscosidade da matriz polimérica. O tipo e a cantidade de recheo no aglutinante só determinan o grao de reforzo e non teñen ningún efecto sobre a diminución dependente da temperatura do módulo de aglutinante.
Para os adhesivos cheos de sílice, a coalescencia das partículas de sílice determina o comportamento dependente da temperatura. Se a superficie de sílice é tratada con tratamento de alcano de sílice para lograr a hidrofobicidade, inhibe a coalescencia das partículas de sílice. A grandes amplitudes de deformación, o reforzo de todos os compostos cheos de negro de carbón e sílice só se pode describir como reforzo hidrodinámico.
Se se usa ZDA como recheo, non se observa ningún efecto de reforzo nos compostos de caucho non vulcanizados porque ZDA aínda non está polimerizado e actúa só como un plastificante de baixa masa molecular relativa. Os compostos que conteñen ZDA tiñan baixas viscosidades en todas as cepas, o que indica boas propiedades de procesamento.
A comparación das propiedades mecánicas dinámicas e as propiedades de tensión sobre a tensión do caucho vulcanizado mostrou que o composto de caucho HXNBR recheo de ZDA tiña a maior resistencia complementaria e as propiedades mecánicas máximas (tensión e alongamento á rotura) diminuíron co aumento da temperatura de todos os aglutinantes. A forte interacción entre a superficie de recheo e a matriz de polímero mellora o efecto da temperatura sobre as propiedades de reforzo. Aínda que as interaccións iónicas entre os grupos carboxilo ZDA e HXNBR maximizaron a tensión de fractura, estas interaccións iónicas non tiveron ningún efecto na dependencia da temperatura da tensión de fractura. Isto suxire que as interaccións iónicas mecánicamente estables entre ZDA e a matriz polimérica funcionalizada (HXNBR) son un requisito previo para excelentes propiedades mecánicas e dinámicas do material de caucho con baixa perda de histérese en condicións de deformación dinámica.
