גומי ניטריל מומן (HNBR) משמש בעיקר ביישומים הדורשים תכונות דינמיות בטמפרטורה גבוהה ונמוכה ועמידות טובה להזדקנות, לאחר התפחה בשמן ובנוזלים לאחר התפחה בשמנים ובנוזלים, HNBR משמש בעיקר ביישומים הדורשים תכונות דינמיות גבוהות בטמפרטורות גבוהות ונמוכות ועמידות טובה להזדקנות. יישומים אופייניים הדורשים מאפיינים אלה הם רצועות תזמון, צינורות לחץ גבוה וגלילי נייר. מוצרי הגומי המשמשים נתונים לתנאים דינמיים תובעניים ביותר ולעתים קרובות נתונים לזעזועים בטווח רחב של טמפרטורות ותדרים. בדיקות קונבנציונליות המשמשות לאפיון התכונות הדינמיות של חומרים מבוצעות בדרך כלל בטמפרטורת החדר.
בעוד שבדיקות אלו יכולות לאפיין חומרים לא מלאים היטב, מדידות בטמפרטורות הסביבה אינן משקפות את השפעות הטמפרטורה על אינטראקציית מילוי-מונומר. אינטראקציות מילוי ומילוי-פולימר והשפעתם על תכונות החומר בטמפרטורות גבוהות מאוד. עבור פולימרים שתוכננו במיוחד עבור יישומים בטמפרטורה גבוהה, יש צורך בהבנה של השפעת הטמפרטורה על המאפיינים הטכניים של החומר לצורך אופטימיזציה נכונה של התרכובות.
במאמר זה נחקרת השפעת הטמפרטורה על המאפיינים הטכניים של גומיות מלאות, תוך התמקדות בסוג חומר המילוי, המינון שלו, והאינטראקציה של חומר המילוי עם HNBR ופולימרים פולימריים מסוג Nitrile Butadiene Carboxylated (HXNBR).
למטרה זו, מאמר זה משווה בין פחמן שחור לחיזוק (N330) ובלתי מחזק (N990) עם סיליקה (VulcasilN). ניתן לשנות את פני השטח של סיליקה הן באופן פסיבי (מילוי משטח הידרופובי) והן באופן אקטיבי (משטח המילוי הידרופובי וקשור לפולימר). מספר הולך וגדל של תרכובות משתמשות גם בחומרי מילוי מונומריים, כגון אבץ דיאקרילט (ZAD), אשר ניתן לפולימר במקום במהלך גיפור כדי לשפר את תכונות החומר. 'חומרי המילוי' החדשים הללו והאינטראקציה שלהם עם מטריצת הפולימר עדיין לא נחקרו במונחים של תכונות תלויות טמפרטורה ותדר. 'חומרי המילוי' החדשים והאינטראקציה שלהם עם מטריצת הפולימר לא נחקרו במונחים של תכונות תלויות טמפרטורה ותדר.
בהתבסס על התכונות המכניות והדינמיות של תרכובות HNBR מגופרות ולא מגורות, נותחו חומרי מילוי שונים (פחמן שחור, סיליקה ו-ZDA) למילוי. ו-ZDA) נותחו גומיות HNBR ו-HXNBR סטנדרטיות מלאות ביחס לתלות הטמפרטורה של תכונות החיזוק.
הירידה במודולוס עם עליית הטמפרטורה עבור כל הגומיות הלא מגורות (למעט המערכת המלאה בסיליקה) היא תוצאה של תלות הטמפרטורה של הצמיגות של מטריצת הפולימר. סוג וכמות חומר המילוי בקסר קובעים רק את מידת החיזוק ואין להם השפעה על הירידה תלוית הטמפרטורה במודול הקלסר.
עבור דבקים מלאי סיליקה, ההתאחדות של חלקיקי הסיליקה קובעת את ההתנהגות תלוית הטמפרטורה. אם משטח הסיליקה מטופל בטיפול סיליקה אלקן להשגת הידרופוביות, ההתלכדות של חלקיקי הסיליקה מעוכבת. באמפליטודות דפורמציה גדולות, ניתן לתאר את החיזוק של כל התרכובות המלאות בפחמן שחור וסיליקה כחיזוק הידרודינמי בלבד.
אם נעשה שימוש ב-ZDA כחומר מילוי, לא נצפה השפעה מחזקת בתרכובות הגומי הבלתי מגורות מכיוון ש-ZDA עדיין לא פולמר ופועל רק כחומר פלטש במסה מולקולרית נמוכה יחסית. לתרכובות המכילות ZDA היו צמיגות נמוכות בכל הזנים, מה שמצביע על תכונות עיבוד טובות.
השוואה בין המאפיינים המכניים הדינמיים ותכונות הלחץ על המתח של הגומי הגופר הראתה שלתרכובת הגומי HXNBR המלאה ב-ZDA יש את החוזק המשלים הגדול ביותר ותכונות מכניות אולטימטיביות מקסימליות (מתח והתארכות בשבירה) ירדו עם עליית הטמפרטורה עבור כל הקלסרים. האינטראקציה החזקה בין משטח המילוי למטריצת הפולימר משפרת את השפעת הטמפרטורה על תכונות החיזוק. למרות שאינטראקציות יוניות בין קבוצות קרבוקסיל ZDA ו-HXNBR ממקסמו את מתח השבר, לאינטראקציות יוניות אלו לא הייתה השפעה על תלות הטמפרטורה של מתח השבר. זה מצביע על כך שאינטראקציות יוניות יציבות מבחינה מכנית בין ZDA למטריצת הפולימר הפונקציונלית (HXNBR) הן תנאי הכרחי לתכונות מכניות ודינאמיות מצוינות של חומר הגומי עם אובדן היסטרזיס נמוך בתנאי דפורמציה דינמיים.
