ಹೆಚ್ಚಿನ-ತಾಪಮಾನದ ಡೈನಾಮಿಕ್ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳಿಗಾಗಿ HNBR ರಬ್ಬರ್ ಸಂಯುಕ್ತಗಳ ಆಪ್ಟಿಮೈಸೇಶನ್

ಹೈಡ್ರೋಜನೀಕರಿಸಿದ ನೈಟ್ರೈಲ್ ರಬ್ಬರ್ (HNBR) ಅನ್ನು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದ ಡೈನಾಮಿಕ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಮತ್ತು ಉತ್ತಮ ವಯಸ್ಸಾದ ಪ್ರತಿರೋಧದ ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ತೈಲ ಮತ್ತು ದ್ರವದಲ್ಲಿ ಊತದ ನಂತರ, ತೈಲಗಳು ಮತ್ತು ದ್ರವಗಳಲ್ಲಿ ಊತದ ನಂತರ, HNBR ಅನ್ನು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಮತ್ತು ಉತ್ತಮ ವಯಸ್ಸಾದ ಪ್ರತಿರೋಧದ ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಅನ್ವಯಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಅಗತ್ಯವಿರುವ ವಿಶಿಷ್ಟ ಅನ್ವಯಗಳೆಂದರೆ ಟೈಮಿಂಗ್ ಬೆಲ್ಟ್‌ಗಳು, ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಡದ ಮೆತುನೀರ್ನಾಳಗಳು ಮತ್ತು ಪೇಪರ್ ರೋಲ್‌ಗಳು. ಬಳಸಿದ ರಬ್ಬರ್ ಉತ್ಪನ್ನಗಳು ಅತ್ಯಂತ ಬೇಡಿಕೆಯ ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಿಗೆ ಒಳಪಟ್ಟಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಆಗಾಗ್ಗೆ ವ್ಯಾಪಕ ಶ್ರೇಣಿಯ ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ಆವರ್ತನಗಳಲ್ಲಿ ಆಘಾತಗಳಿಗೆ ಒಳಗಾಗುತ್ತವೆ. ವಸ್ತುಗಳ ಡೈನಾಮಿಕ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ನಿರೂಪಿಸಲು ಬಳಸುವ ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಪರೀಕ್ಷೆಗಳನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಕೋಣೆಯ ಉಷ್ಣಾಂಶದಲ್ಲಿ ನಡೆಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಈ ಪರೀಕ್ಷೆಗಳು ತುಂಬದ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಚೆನ್ನಾಗಿ ನಿರೂಪಿಸಬಹುದಾದರೂ, ಸುತ್ತುವರಿದ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿನ ಅಳತೆಗಳು ಫಿಲ್ಲರ್-ಮೊನೊಮರ್ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯ ಮೇಲೆ ತಾಪಮಾನದ ಪರಿಣಾಮಗಳನ್ನು ಪ್ರತಿಬಿಂಬಿಸುವುದಿಲ್ಲ. ಫಿಲ್ಲರ್ ಮತ್ತು ಫಿಲ್ಲರ್-ಪಾಲಿಮರ್ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಗಳು ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ವಸ್ತು ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಮೇಲೆ ಅವುಗಳ ಪರಿಣಾಮ. ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದ ಅನ್ವಯಗಳಿಗಾಗಿ ವಿಶೇಷವಾಗಿ ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲಾದ ಪಾಲಿಮರ್‌ಗಳಿಗೆ, ಸರಿಯಾದ ಸಂಯುಕ್ತ ಆಪ್ಟಿಮೈಸೇಶನ್‌ಗಾಗಿ ವಸ್ತುವಿನ ತಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಮೇಲೆ ತಾಪಮಾನದ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು ಅವಶ್ಯಕ.

ಈ ಲೇಖನದಲ್ಲಿ, ತುಂಬಿದ ರಬ್ಬರ್‌ಗಳ ತಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಮೇಲೆ ತಾಪಮಾನದ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ತನಿಖೆ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ, ಫಿಲ್ಲರ್‌ನ ಪ್ರಕಾರ, ಅದರ ಡೋಸೇಜ್ ಮತ್ತು HNBR ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರೋಜನೀಕರಿಸಿದ ಕಾರ್ಬಾಕ್ಸಿಲೇಟೆಡ್ ನೈಟ್ರೈಲ್ ಬ್ಯುಟಾಡಿನ್ ರಬ್ಬರ್ (HXNBR) ಪಾಲಿಮರ್‌ಗಳೊಂದಿಗಿನ ಫಿಲ್ಲರ್‌ನ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸುತ್ತದೆ.

ಈ ಉದ್ದೇಶಕ್ಕಾಗಿ, ಈ ಕಾಗದವು ಸಿಲಿಕಾ (ವಲ್ಕಾಸಿಲ್ಎನ್) ನೊಂದಿಗೆ ಬಲಪಡಿಸುವ (N330) ಮತ್ತು ಬಲವರ್ಧನೆಯಲ್ಲದ (N990) ಕಾರ್ಬನ್ ಕಪ್ಪುಗಳನ್ನು ಹೋಲಿಸುತ್ತದೆ. ಸಿಲಿಕಾದ ಮೇಲ್ಮೈಯನ್ನು ನಿಷ್ಕ್ರಿಯವಾಗಿ (ಫಿಲ್ಲರ್ ಮೇಲ್ಮೈ ಹೈಡ್ರೋಫೋಬಿಕ್) ಮತ್ತು ಸಕ್ರಿಯವಾಗಿ (ಫಿಲ್ಲರ್ ಮೇಲ್ಮೈ ಹೈಡ್ರೋಫೋಬಿಕ್ ಮತ್ತು ಪಾಲಿಮರ್‌ಗೆ ಬಂಧಿಸಲಾಗಿದೆ) ಮಾರ್ಪಡಿಸಬಹುದು. ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಸಂಯುಕ್ತಗಳು ಮೊನೊಮೆರಿಕ್ ಫಿಲ್ಲರ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಸತು ಡಯಾಕ್ರಿಲೇಟ್ (ZAD), ವಸ್ತು ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು ವಲ್ಕನೀಕರಣದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಸಿಟುನಲ್ಲಿ ಪಾಲಿಮರೀಕರಿಸಬಹುದು. ಈ ಹೊಸ 'ಫಿಲ್ಲರ್' ಮತ್ತು ಪಾಲಿಮರ್ ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್‌ನೊಂದಿಗಿನ ಅವುಗಳ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ಆವರ್ತನ ಅವಲಂಬಿತ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ವಿಷಯದಲ್ಲಿ ಇನ್ನೂ ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲಾಗಿಲ್ಲ. ಹೊಸ 'ಫಿಲ್ಲರ್' ಮತ್ತು ಪಾಲಿಮರ್ ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್‌ನೊಂದಿಗಿನ ಅವುಗಳ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ಆವರ್ತನ ಅವಲಂಬಿತ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ವಿಷಯದಲ್ಲಿ ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲಾಗಿಲ್ಲ.

ವಲ್ಕನೀಕರಿಸಿದ ಮತ್ತು ವಲ್ಕನೀಕರಿಸದ HNBR ಸಂಯುಕ್ತಗಳ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಮತ್ತು ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಆಧರಿಸಿ, ವಿವಿಧ ಭರ್ತಿಸಾಮಾಗ್ರಿಗಳನ್ನು (ಕಾರ್ಬನ್ ಕಪ್ಪು, ಸಿಲಿಕಾ ಮತ್ತು ZDA) ತುಂಬಲು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಲಾಗಿದೆ. ಮತ್ತು ZDA) ತುಂಬಿದ ಪ್ರಮಾಣಿತ HNBR ಮತ್ತು HXNBR ರಬ್ಬರ್‌ಗಳನ್ನು ಬಲಪಡಿಸುವ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ತಾಪಮಾನ ಅವಲಂಬನೆಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಲಾಗಿದೆ.

ಎಲ್ಲಾ ಅನ್ವಲ್ಕನೈಸ್ಡ್ ರಬ್ಬರ್‌ಗಳಿಗೆ (ಸಿಲಿಕಾ ತುಂಬಿದ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ಹೊರತುಪಡಿಸಿ) ಹೆಚ್ಚುತ್ತಿರುವ ತಾಪಮಾನದೊಂದಿಗೆ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್‌ನಲ್ಲಿನ ಇಳಿಕೆಯು ಪಾಲಿಮರ್ ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್‌ನ ಸ್ನಿಗ್ಧತೆಯ ತಾಪಮಾನದ ಅವಲಂಬನೆಯ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿದೆ. ಬೈಂಡರ್‌ನಲ್ಲಿನ ಫಿಲ್ಲರ್‌ನ ಪ್ರಕಾರ ಮತ್ತು ಪ್ರಮಾಣವು ಬಲವರ್ಧನೆಯ ಮಟ್ಟವನ್ನು ಮಾತ್ರ ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಬೈಂಡರ್ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್‌ನಲ್ಲಿ ತಾಪಮಾನ ಅವಲಂಬಿತ ಇಳಿಕೆಯ ಮೇಲೆ ಯಾವುದೇ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುವುದಿಲ್ಲ.

ಸಿಲಿಕಾ ತುಂಬಿದ ಅಂಟುಗಳಿಗೆ, ಸಿಲಿಕಾ ಕಣಗಳ ಸಂಯೋಜನೆಯು ತಾಪಮಾನ-ಅವಲಂಬಿತ ನಡವಳಿಕೆಯನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತದೆ. ಹೈಡ್ರೋಫೋಬಿಸಿಟಿಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ಸಿಲಿಕಾ ಮೇಲ್ಮೈಯನ್ನು ಸಿಲಿಕಾ ಅಲ್ಕೇನ್ ಚಿಕಿತ್ಸೆಯೊಂದಿಗೆ ಸಂಸ್ಕರಿಸಿದರೆ, ಸಿಲಿಕಾ ಕಣಗಳ ಸಂಯೋಜನೆಯು ಪ್ರತಿಬಂಧಿಸುತ್ತದೆ. ದೊಡ್ಡ ವಿರೂಪತೆಯ ಆಂಪ್ಲಿಟ್ಯೂಡ್‌ಗಳಲ್ಲಿ, ಎಲ್ಲಾ ಇಂಗಾಲದ ಕಪ್ಪು ಮತ್ತು ಸಿಲಿಕಾ ತುಂಬಿದ ಸಂಯುಕ್ತಗಳ ಬಲವರ್ಧನೆಯು ಹೈಡ್ರೊಡೈನಾಮಿಕ್ ಬಲವರ್ಧನೆ ಎಂದು ವಿವರಿಸಬಹುದು.

ZDA ಅನ್ನು ಫಿಲ್ಲರ್ ಆಗಿ ಬಳಸಿದರೆ, ವಲ್ಕನೀಕರಿಸದ ರಬ್ಬರ್ ಸಂಯುಕ್ತಗಳಲ್ಲಿ ಯಾವುದೇ ಬಲಪಡಿಸುವ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಗಮನಿಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ ಏಕೆಂದರೆ ZDA ಇನ್ನೂ ಪಾಲಿಮರೀಕರಣಗೊಂಡಿಲ್ಲ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಸಂಬಂಧಿತ ಆಣ್ವಿಕ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯ ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಸೈಜರ್ ಆಗಿ ಮಾತ್ರ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ZDA-ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಸಂಯುಕ್ತಗಳು ಎಲ್ಲಾ ತಳಿಗಳಲ್ಲಿ ಕಡಿಮೆ ಸ್ನಿಗ್ಧತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದು, ಉತ್ತಮ ಸಂಸ್ಕರಣಾ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ.

ವಲ್ಕನೀಕರಿಸಿದ ರಬ್ಬರ್‌ನ ಡೈನಾಮಿಕ್ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಮತ್ತು ಒತ್ತಡ-ಆನ್-ಸ್ಟ್ರೈನ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಹೋಲಿಕೆಯು ZDA-ತುಂಬಿದ HXNBR ರಬ್ಬರ್ ಸಂಯುಕ್ತವು ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಪೂರಕ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಮತ್ತು ಗರಿಷ್ಠ ಅಂತಿಮ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು (ಒತ್ತಡ ಮತ್ತು ವಿರಾಮದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ದೀರ್ಘಗೊಳಿಸುವಿಕೆ) ಎಲ್ಲಾ ಬೈಂಡರ್‌ಗಳಿಗೆ ಹೆಚ್ಚುತ್ತಿರುವ ತಾಪಮಾನದೊಂದಿಗೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸಿದೆ. ಫಿಲ್ಲರ್ ಮೇಲ್ಮೈ ಮತ್ತು ಪಾಲಿಮರ್ ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್ ನಡುವಿನ ಬಲವಾದ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯು ಬಲಪಡಿಸುವ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಮೇಲೆ ತಾಪಮಾನದ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ. ZDA ಮತ್ತು HXNBR ಕಾರ್ಬಾಕ್ಸಿಲ್ ಗುಂಪುಗಳ ನಡುವಿನ ಅಯಾನಿಕ್ ಸಂವಹನಗಳು ಮುರಿತದ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಗರಿಷ್ಠಗೊಳಿಸಿದರೂ, ಈ ಅಯಾನಿಕ್ ಸಂವಹನಗಳು ಮುರಿತದ ಒತ್ತಡದ ತಾಪಮಾನ ಅವಲಂಬನೆಯ ಮೇಲೆ ಯಾವುದೇ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರಲಿಲ್ಲ. ZDA ಮತ್ತು ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಪಾಲಿಮರ್ ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್ (HXNBR) ನಡುವಿನ ಯಾಂತ್ರಿಕವಾಗಿ ಸ್ಥಿರವಾದ ಅಯಾನಿಕ್ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಗಳು ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ವಿರೂಪತೆಯ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಕಡಿಮೆ ಹಿಸ್ಟರೆಸಿಸ್ ನಷ್ಟದೊಂದಿಗೆ ರಬ್ಬರ್ ವಸ್ತುವಿನ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಮತ್ತು ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿಗೆ ಪೂರ್ವಾಪೇಕ್ಷಿತವಾಗಿದೆ ಎಂದು ಇದು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ.