고온 동적 응용 분야를 위한 HNBR 고무 화합물의 최적화

HNBR(수소화니트릴고무)은 주로 고온 및 저온 동적 특성과 우수한 내노화성을 요구하는 용도에 사용되며, 오일 및 유체에서 팽윤된 후 HNBR은 오일 및 유체에서 팽윤된 후 고온 및 저온에서 높은 동적 특성과 우수한 노화 저항이 요구되는 용도에 주로 사용됩니다. 이러한 특성이 필요한 일반적인 응용 분야에는 타이밍 벨트, 고압 호스 및 종이 롤이 있습니다. 사용되는 고무 제품은 매우 까다로운 동적 조건에 노출되어 있으며 광범위한 온도와 주파수에 걸쳐 충격을 받는 경우가 많습니다. 재료의 동적 특성을 특성화하는 데 사용되는 기존 테스트는 일반적으로 실온에서 수행됩니다.

이러한 테스트는 충전되지 않은 재료의 특성을 잘 특성화할 수 있지만 주변 온도에서의 측정은 필러-모노머 상호 작용에 대한 온도의 영향을 반영하지 않습니다. 필러와 필러-폴리머 상호 작용 및 매우 높은 온도에서 재료 특성에 미치는 영향. 고온 응용 분야를 위해 특별히 설계된 폴리머의 경우 적절한 화합물 최적화를 위해서는 온도가 재료의 기술적 특성에 미치는 영향을 이해하는 것이 필요합니다.

본 논문에서는 충전재의 유형, 투입량, 충전재와 HNBR 및 수소화 카르복실화 니트릴 부타디엔 고무(HXNBR) 중합체의 상호 작용에 초점을 맞춰 충전 고무의 기술적 특성에 대한 온도의 영향을 조사했습니다.

이를 위해 이 논문에서는 강화(N330) 및 비강화(N990) 카본 블랙을 실리카(VulcasilN)와 비교합니다. 실리카의 표면은 수동적으로(필러 표면 소수성) 및 적극적으로(필러 표면이 소수성이고 폴리머에 결합됨) 변형될 수 있습니다. 점점 더 많은 수의 화합물이 ZAD(아연 디아크릴레이트)와 같은 단량체성 충전제를 사용하고 있으며, 이는 가황 중에 현장에서 중합되어 재료 특성을 향상시킬 수 있습니다. 이러한 새로운 '충전재' 및 폴리머 매트릭스와의 상호 작용은 온도 및 주파수 의존 특성 측면에서 아직 연구되지 않았습니다. 새로운 '충전제' 및 폴리머 매트릭스와의 상호 작용은 온도 및 주파수 의존 특성 측면에서 연구되지 않았습니다.

가황 및 미가황 HNBR 화합물의 기계적 및 동적 기계적 특성을 기반으로 다양한 충전재(카본 블랙, 실리카 및 ZDA)를 충전용으로 분석했습니다. 및 ZDA) 충전 표준 HNBR 및 HXNBR 고무를 강화 특성의 온도 의존성과 관련하여 분석했습니다.

모든 비가황 고무(실리카 충전 시스템 제외)의 온도 증가에 따른 모듈러스 감소는 폴리머 매트릭스 점도의 온도 의존성으로 인한 결과입니다. 바인더의 필러 유형과 양은 강화 정도를 결정할 뿐이며 온도에 따른 바인더 모듈러스 감소에는 영향을 미치지 않습니다.

실리카 충전 접착제의 경우 실리카 입자의 유착이 온도에 따른 거동을 결정합니다. 소수성을 얻기 위해 실리카 표면을 실리카 알칸 처리로 처리하면 실리카 입자의 유착이 억제됩니다. 큰 변형 진폭에서 모든 카본 블랙과 실리카로 채워진 화합물의 강화는 유체역학적 강화로만 설명될 수 있습니다.

ZDA를 충전재로 사용하는 경우 ZDA는 아직 중합되지 않고 상대적으로 낮은 분자량의 가소제 역할만 하기 때문에 미가황 고무 화합물에서는 보강 효과가 관찰되지 않습니다. ZDA 함유 화합물은 모든 균주에서 점도가 낮아 가공 특성이 우수함을 나타냅니다.

가황 고무의 동적 기계적 특성과 변형률에 대한 응력 특성을 비교하면 ZDA 충전 HXNBR 고무 화합물이 가장 큰 보완 강도를 가지며 모든 결합제에 대해 온도가 증가함에 따라 최대 궁극적인 기계적 특성(파단 응력 및 연신율)이 감소하는 것으로 나타났습니다. 필러 표면과 폴리머 매트릭스 사이의 강한 상호 작용은 강화 특성에 대한 온도의 영향을 향상시킵니다. ZDA와 HXNBR 카르복실기 사이의 이온 상호작용은 파괴 응력을 최대화했지만 이러한 이온 상호 작용은 파괴 응력의 온도 의존성에 영향을 미치지 않았습니다. 이는 ZDA와 기능화된 폴리머 매트릭스(HXNBR) 사이의 기계적으로 안정적인 이온 상호 작용이 동적 변형 조건에서 낮은 히스테리시스 손실을 갖는 고무 재료의 우수한 기계적 및 동적 기계적 특성을 위한 전제 조건임을 시사합니다.