Karet nitril terhidrogenasi (HNBR) terutama digunakan dalam aplikasi yang memerlukan sifat dinamis suhu tinggi dan rendah serta ketahanan penuaan yang baik, setelah pembengkakan dalam minyak dan cairan Setelah pembengkakan dalam minyak dan cairan, HNBR terutama digunakan dalam aplikasi yang memerlukan sifat dinamis tinggi pada suhu tinggi dan rendah serta ketahanan penuaan yang baik. Aplikasi umum yang memerlukan sifat ini adalah timing belt, selang bertekanan tinggi, dan gulungan kertas. Produk karet yang digunakan mengalami kondisi dinamis yang sangat menuntut dan sering kali mengalami guncangan pada rentang suhu dan frekuensi yang luas. Pengujian konvensional yang digunakan untuk mengkarakterisasi sifat dinamis material umumnya dilakukan pada suhu kamar.
Meskipun pengujian ini dapat mengkarakterisasi bahan yang tidak terisi dengan baik, pengukuran pada suhu sekitar tidak mencerminkan pengaruh suhu terhadap interaksi pengisi-monomer. interaksi pengisi dan pengisi-polimer dan pengaruhnya terhadap sifat material pada suhu yang sangat tinggi. Untuk polimer yang dirancang khusus untuk aplikasi suhu tinggi, pemahaman tentang pengaruh suhu terhadap sifat teknis material diperlukan untuk optimasi senyawa yang tepat.
Dalam makalah ini, pengaruh suhu terhadap sifat teknis karet pengisi diselidiki, dengan fokus pada jenis pengisi, dosisnya, dan interaksi pengisi dengan HNBR dan polimer karet nitril butadiena karboksilat terhidrogenasi (HXNBR).
Untuk tujuan ini, makalah ini membandingkan karbon hitam penguat (N330) dan non-penguat (N990) dengan silika (VulcasilN). Permukaan silika dapat termodifikasi baik secara pasif (permukaan pengisi bersifat hidrofobik) maupun secara aktif (permukaan pengisi bersifat hidrofobik dan terikat pada polimer). Semakin banyak senyawa yang juga menggunakan bahan pengisi monomer, seperti zinc diacrylate (ZAD), yang dapat dipolimerisasi di tempat selama vulkanisasi untuk meningkatkan sifat material. “Pengisi” baru ini dan interaksinya dengan matriks polimer belum dipelajari dalam hal sifat yang bergantung pada suhu dan frekuensi. 'Pengisi' baru dan interaksinya dengan matriks polimer belum dipelajari dalam hal sifat yang bergantung pada suhu dan frekuensi.
Berdasarkan sifat mekanik dan mekanik dinamis senyawa HNBR yang divulkanisasi dan tidak divulkanisasi, berbagai bahan pengisi (karbon hitam, silika dan ZDA) dianalisis untuk pengisian. dan ZDA) yang diisi karet standar HNBR dan HXNBR dianalisis sehubungan dengan ketergantungan suhu dari sifat penguat.
Penurunan modulus dengan meningkatnya suhu untuk semua karet yang tidak divulkanisasi (kecuali sistem berisi silika) merupakan konsekuensi dari ketergantungan viskositas matriks polimer pada suhu. Jenis dan jumlah pengisi dalam pengikat hanya menentukan tingkat penguatan dan tidak berpengaruh pada penurunan modulus pengikat yang bergantung pada suhu.
Untuk perekat berisi silika, penggabungan partikel silika menentukan perilaku yang bergantung pada suhu. Jika permukaan silika diperlakukan dengan perlakuan silika alkana untuk mencapai hidrofobisitas, penggabungan partikel silika terhambat. Pada amplitudo deformasi yang besar, penguatan semua senyawa karbon hitam dan silika dapat digambarkan sebagai penguatan hidrodinamik saja.
Jika ZDA digunakan sebagai pengisi, tidak ada efek penguatan yang diamati pada senyawa karet yang tidak divulkanisasi karena ZDA belum terpolimerisasi dan hanya bertindak sebagai pemlastis dengan massa molekul relatif rendah. Senyawa yang mengandung ZDA memiliki viskositas yang rendah pada semua strain, menunjukkan sifat pemrosesan yang baik.
Perbandingan sifat mekanik dinamis dan sifat tegangan-regangan dari karet vulkanisasi menunjukkan bahwa kompon karet HXNBR yang diisi ZDA mempunyai Kekuatan komplementer yang paling besar dan sifat mekanik ultimat maksimum (tegangan dan perpanjangan putus) menurun dengan meningkatnya suhu untuk semua bahan pengikat. Interaksi yang kuat antara permukaan pengisi dan matriks polimer meningkatkan pengaruh suhu pada sifat penguat. Meskipun interaksi ionik antara gugus karboksil ZDA dan HXNBR memaksimalkan tegangan rekahan, interaksi ionik ini tidak berpengaruh pada ketergantungan suhu dari tegangan rekahan. Hal ini menunjukkan bahwa interaksi ionik yang stabil secara mekanis antara ZDA dan matriks polimer yang difungsikan (HXNBR) merupakan prasyarat untuk sifat mekanik dan dinamis yang sangat baik dari bahan karet dengan kehilangan histeresis yang rendah dalam kondisi deformasi dinamis.
