Հիդրոգենացված նիտրիլային կաուչուկը (HNBR) հիմնականում օգտագործվում է այն ծրագրերում, որոնք պահանջում են բարձր և ցածր ջերմաստիճանի դինամիկ հատկություններ և լավ ծերացման դիմադրություն: Յուղերի և հեղուկների մեջ ուռչելուց հետո HNBR-ը հիմնականում օգտագործվում է բարձր և ցածր ջերմաստիճաններում բարձր դինամիկ հատկություններ և լավ ծերացման դիմադրություն պահանջող ծրագրերում: Այս հատկությունները պահանջող տիպիկ կիրառություններն են ժամանակի գոտիները, բարձր ճնշման գուլպաները և թղթե գլանափաթեթները: Օգտագործված ռետինե արտադրանքները ենթարկվում են չափազանց պահանջկոտ դինամիկ պայմանների և հաճախ ենթարկվում են ցնցումների ջերմաստիճանների և հաճախականությունների լայն տիրույթում: Նյութերի դինամիկ հատկությունները բնութագրելու համար օգտագործվող սովորական թեստերը սովորաբար կատարվում են սենյակային ջերմաստիճանում:
Թեև այս թեստերը կարող են լավ բնութագրել չլցված նյութերը, շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանում չափումները չեն արտացոլում ջերմաստիճանի ազդեցությունը լցոնիչ-մոնոմեր փոխազդեցության վրա: լցոնիչ և լցանյութ-պոլիմեր փոխազդեցությունները և դրանց ազդեցությունը նյութի հատկությունների վրա շատ բարձր ջերմաստիճաններում: Պոլիմերների համար, որոնք նախագծված են հատուկ բարձր ջերմաստիճանի կիրառման համար, նյութի տեխնիկական հատկությունների վրա ջերմաստիճանի ազդեցության ըմբռնումն անհրաժեշտ է միացությունների պատշաճ օպտիմալացման համար:
Այս հոդվածում ուսումնասիրվում է ջերմաստիճանի ազդեցությունը լցված կաուչուկների տեխնիկական հատկությունների վրա՝ կենտրոնանալով լցանյութի տեսակի, դրա դեղաչափի և լցանյութի փոխազդեցության վրա HNBR և հիդրոգենացված կարբոքսիլացված նիտրիլ բութադիեն կաուչուկի (HXNBR) պոլիմերների հետ:
Այդ նպատակով այս հոդվածը համեմատում է ամրապնդող (N330) և ոչ ամրապնդող (N990) ածխածնի սև գույները սիլիցիումի հետ (VulcasilN): Սիլիցիումի մակերեսը կարող է փոփոխվել ինչպես պասիվ (լցավորող մակերեսի հիդրոֆոբ), այնպես էլ ակտիվ (լցանյութի մակերեսի հիդրոֆոբ և կապակցված պոլիմերին): Աճող թվով միացություններ օգտագործում են նաև մոնոմերային լցոնիչներ, ինչպիսին է ցինկի դիակրիլատը (ZAD), որը կարող է տեղում պոլիմերացվել վուլկանացման ժամանակ՝ նյութի հատկությունները բարելավելու համար: Այս նոր «լրացուցիչները» և դրանց փոխազդեցությունը պոլիմերային մատրիցայի հետ դեռևս չեն ուսումնասիրվել ջերմաստիճանից և հաճախականությունից կախված հատկություններից: Նոր «լրացուցիչները» և դրանց փոխազդեցությունը պոլիմերային մատրիցայի հետ չեն ուսումնասիրվել ջերմաստիճանից և հաճախականությունից կախված հատկություններից:
Ելնելով վուլկանացված և չվուլկանացված HNBR միացությունների մեխանիկական և դինամիկ մեխանիկական հատկություններից, լցոնման համար վերլուծվել են տարբեր լցանյութեր (ածխածնի սև, սիլիցիում և ZDA): և ZDA) լցված ստանդարտ HNBR և HXNBR կաուչուկները վերլուծվել են ամրապնդող հատկությունների ջերմաստիճանից կախվածության առումով:
Բոլոր չվուլկանացված կաուչուկների համար ջերմաստիճանի բարձրացման հետ մոդուլի նվազումը (բացառությամբ սիլիցիումով լցված համակարգի) պոլիմերային մատրիցայի մածուցիկության ջերմաստիճանից կախվածության հետևանք է: Լցանյութի տեսակը և քանակը միայն որոշում է ամրացման աստիճանը և չի ազդում կապի մոդուլի ջերմաստիճանից կախված նվազման վրա:
Սիլիցիումով լցված սոսինձների համար սիլիցիումի մասնիկների միաձուլումը որոշում է ջերմաստիճանից կախված վարքագիծը: Եթե սիլիցիումի մակերեսը մշակվում է սիլիցիումի ալկանով, հիդրոֆոբության հասնելու համար, ապա սիլիցիումի մասնիկների միաձուլումը արգելակվում է: Դեֆորմացիայի մեծ ամպլիտուդների դեպքում բոլոր ածխածնի սև և սիլիցիումով լցված միացությունների ամրացումը կարող է նկարագրվել որպես միայն հիդրոդինամիկական ամրացում:
Եթե ZDA-ն օգտագործվում է որպես լցոնիչ, ապա չվուլկանացված ռետինե միացություններում ոչ մի ամրապնդող ազդեցություն չի նկատվում, քանի որ ZDA-ն դեռ պոլիմերացված չէ և գործում է միայն որպես ցածր հարաբերական մոլեկուլային զանգվածի պլաստիկացնող: ZDA պարունակող միացություններն ունեին ցածր մածուցիկություն բոլոր շտամներում, ինչը վկայում է լավ մշակման հատկությունների մասին:
Վուլկանացված կաուչուկի դինամիկ մեխանիկական հատկությունների և լարվածության վրա լարման հատկությունների համեմատությունը ցույց է տվել, որ ZDA-ով լցված HXNBR ռետինե միացությունն ուներ ամենամեծ լրացնող ուժը և առավելագույն վերջնական մեխանիկական հատկությունները (սթրեսը և երկարացումը ընդմիջման ժամանակ) նվազել են բոլոր կապակցիչների համար ջերմաստիճանի բարձրացմամբ: Լցանյութի մակերեսի և պոլիմերային մատրիցայի միջև ուժեղ փոխազդեցությունը ուժեղացնում է ջերմաստիճանի ազդեցությունը ամրապնդող հատկությունների վրա: Չնայած ZDA և HXNBR կարբոքսիլ խմբերի միջև իոնային փոխազդեցությունները առավելագույնի հասցրին կոտրվածքի լարվածությունը, այս իոնային փոխազդեցությունները ոչ մի ազդեցություն չունեին կոտրվածքի սթրեսի ջերմաստիճանից կախվածության վրա: Սա ենթադրում է, որ ZDA-ի և ֆունկցիոնալացված պոլիմերային մատրիցի (HXNBR) մեխանիկորեն կայուն իոնային փոխազդեցությունները դինամիկ դեֆորմացիայի պայմաններում ցածր հիստերեզի կորստով ռետինե նյութի գերազանց մեխանիկական և դինամիկ մեխանիկական հատկությունների նախապայման են:
