હાઈડ્રોજેનેટેડ નાઈટ્રિલ રબર (HNBR) મુખ્યત્વે એપ્લીકેશનમાં વપરાય છે જેમાં ઉચ્ચ અને નીચા તાપમાનના ગતિશીલ ગુણધર્મો અને સારા વૃદ્ધત્વ પ્રતિકારની જરૂર હોય છે, તેલ અને પ્રવાહીમાં સોજો આવ્યા પછી, તેલ અને પ્રવાહીમાં સોજો આવ્યા પછી, HNBR મુખ્યત્વે ઉચ્ચ અને નીચા તાપમાને ઉચ્ચ ગતિશીલ ગુણધર્મોની જરૂર હોય તેવી એપ્લિકેશનમાં વપરાય છે અને સારી વૃદ્ધત્વ પ્રતિકારકતા. આ ગુણધર્મની આવશ્યકતા ધરાવતા લાક્ષણિક કાર્યક્રમોમાં ટાઇમિંગ બેલ્ટ, ઉચ્ચ દબાણવાળા નળીઓ અને પેપર રોલ છે. ઉપયોગમાં લેવાતા રબરના ઉત્પાદનો અત્યંત માંગવાળી ગતિશીલ પરિસ્થિતિઓને આધિન હોય છે અને ઘણીવાર તાપમાન અને ફ્રીક્વન્સીની વિશાળ શ્રેણી પર આંચકાને આધિન હોય છે. સામગ્રીના ગતિશીલ ગુણધર્મોને દર્શાવવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતા પરંપરાગત પરીક્ષણો સામાન્ય રીતે ઓરડાના તાપમાને હાથ ધરવામાં આવે છે.
જ્યારે આ પરીક્ષણો અપૂર્ણ સામગ્રીને સારી રીતે દર્શાવી શકે છે, આસપાસના તાપમાને માપન ફિલર-મોનોમર ક્રિયાપ્રતિક્રિયા પર તાપમાનની અસરોને પ્રતિબિંબિત કરતું નથી. ફિલર અને ફિલર-પોલિમર ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ અને ખૂબ ઊંચા તાપમાને ભૌતિક ગુણધર્મો પર તેમની અસર. ઉચ્ચ તાપમાનના કાર્યક્રમો માટે ખાસ રચાયેલ પોલિમર માટે, યોગ્ય સંયોજન ઑપ્ટિમાઇઝેશન માટે સામગ્રીના તકનીકી ગુણધર્મો પર તાપમાનની અસરની સમજ જરૂરી છે.
આ પેપરમાં, ફિલરના પ્રકાર, તેની માત્રા અને HNBR અને હાઇડ્રોજનેટેડ કાર્બોક્સિલેટેડ નાઇટ્રિલ બ્યુટાડીન રબર (HXNBR) પોલિમર સાથે ફિલરની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરીને, ભરેલા રબરના તકનીકી ગુણધર્મો પર તાપમાનની અસરની તપાસ કરવામાં આવી છે.
આ હેતુ માટે, આ પેપર રિઇન્ફોર્સિંગ (N330) અને નોન-રિઇન્ફોર્સિંગ (N990) કાર્બન બ્લેકને સિલિકા (VulcasilN) સાથે સરખાવે છે. સિલિકાની સપાટીને નિષ્ક્રિય રીતે (ફિલર સપાટી હાઇડ્રોફોબિક) અને સક્રિય રીતે (ફિલર સપાટી હાઇડ્રોફોબિક અને પોલિમર સાથે બંધાયેલ) બંને રીતે સુધારી શકાય છે. સંયોજનોની વધતી જતી સંખ્યા પણ મોનોમેરિક ફિલરનો ઉપયોગ કરે છે, જેમ કે ઝીંક ડાયક્રિલેટ (ઝેડએડી), જે સામગ્રીના ગુણધર્મોને સુધારવા માટે વલ્કેનાઈઝેશન દરમિયાન પોલીમરાઈઝ થઈ શકે છે. આ નવા 'ફિલર્સ' અને પોલિમર મેટ્રિક્સ સાથેની તેમની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનો હજુ સુધી તાપમાન અને આવર્તન આધારિત ગુણધર્મોના સંદર્ભમાં અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો નથી. નવા 'ફિલર્સ' અને પોલિમર મેટ્રિક્સ સાથે તેમની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનો તાપમાન અને આવર્તન આધારિત ગુણધર્મોના સંદર્ભમાં અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો નથી.
વલ્કેનાઈઝ્ડ અને અનવલ્કેનાઈઝ્ડ HNBR સંયોજનોના યાંત્રિક અને ગતિશીલ યાંત્રિક ગુણધર્મોના આધારે, ભરવા માટે વિવિધ ફિલર્સ (કાર્બન બ્લેક, સિલિકા અને ZDA) નું વિશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું. અને ZDA) ભરેલા પ્રમાણભૂત HNBR અને HXNBR રબર્સનું રિઇન્ફોર્સિંગ પ્રોપર્ટીઝના તાપમાનની નિર્ભરતાના સંદર્ભમાં વિશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું.
તમામ અનવલ્કેનાઈઝ્ડ રબર્સ (સિલિકાથી ભરેલી સિસ્ટમ સિવાય) માટે વધતા તાપમાન સાથે મોડ્યુલસમાં ઘટાડો એ પોલિમર મેટ્રિક્સની સ્નિગ્ધતાના તાપમાનની અવલંબનનું પરિણામ છે. બાઈન્ડરમાં ફિલરનો પ્રકાર અને જથ્થો માત્ર મજબૂતીકરણની ડિગ્રી નક્કી કરે છે અને બાઈન્ડર મોડ્યુલસમાં તાપમાન આધારિત ઘટાડા પર તેની કોઈ અસર થતી નથી.
સિલિકાથી ભરેલા એડહેસિવ્સ માટે, સિલિકા કણોનું સંકલન તાપમાન-આધારિત વર્તન નક્કી કરે છે. જો સિલિકા સપાટીને હાઇડ્રોફોબિસિટી હાંસલ કરવા માટે સિલિકા આલ્કેન ટ્રીટમેન્ટ સાથે સારવાર કરવામાં આવે છે, તો સિલિકા કણોની સંકલન અટકાવવામાં આવે છે. મોટા વિરૂપતાના કંપનવિસ્તારમાં, તમામ કાર્બન બ્લેક અને સિલિકાથી ભરેલા સંયોજનોના મજબૂતીકરણને માત્ર હાઇડ્રોડાયનેમિક મજબૂતીકરણ તરીકે વર્ણવી શકાય છે.
જો ZDA નો ઉપયોગ ફિલર તરીકે કરવામાં આવે છે, તો અનવલ્કેનાઈઝ્ડ રબર સંયોજનોમાં કોઈ મજબૂતીકરણની અસર જોવા મળતી નથી કારણ કે ZDA હજી પોલિમરાઈઝ્ડ નથી અને માત્ર ઓછા સંબંધિત પરમાણુ સમૂહ પ્લાસ્ટિસાઇઝર તરીકે કાર્ય કરે છે. ZDA ધરાવતા સંયોજનોમાં તમામ જાતોમાં ઓછી સ્નિગ્ધતા હતી, જે સારી પ્રોસેસિંગ ગુણધર્મો દર્શાવે છે.
વલ્કેનાઈઝ્ડ રબરના ગતિશીલ યાંત્રિક ગુણધર્મો અને તાણ-પર-તાણ ગુણધર્મોની સરખામણી દર્શાવે છે કે ZDA- ભરેલા HXNBR રબર સંયોજનમાં સૌથી વધુ પૂરક શક્તિ અને મહત્તમ અંતિમ યાંત્રિક ગુણધર્મો (તણાવ અને વિરામ સમયે લંબાવવું) તમામ બાઈન્ડર માટે વધતા તાપમાન સાથે ઘટે છે. ફિલર સપાટી અને પોલિમર મેટ્રિક્સ વચ્ચેની મજબૂત ક્રિયાપ્રતિક્રિયા પ્રબલિત ગુણધર્મો પર તાપમાનની અસરને વધારે છે. જોકે ZDA અને HXNBR કાર્બોક્સિલ જૂથો વચ્ચેની આયનીય ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓએ અસ્થિભંગ તણાવને મહત્તમ બનાવ્યો હતો, આ આયનીય ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ અસ્થિભંગ તણાવના તાપમાનની અવલંબન પર કોઈ અસર કરતી નથી. આ સૂચવે છે કે ZDA અને ફંક્શનલાઇઝ્ડ પોલિમર મેટ્રિક્સ (HXNBR) વચ્ચે યાંત્રિક રીતે સ્થિર આયનીય ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ ગતિશીલ વિરૂપતાની સ્થિતિમાં ઓછી હિસ્ટેરેસિસ નુકશાન સાથે રબર સામગ્રીના ઉત્તમ યાંત્રિક અને ગતિશીલ યાંત્રિક ગુણધર્મો માટે પૂર્વશરત છે.
