Hydrogenéiert Nitril Gummi (HNBR) gëtt haaptsächlech an Uwendungen benotzt déi héich an niddreg Temperatur dynamesch Eegeschaften a gutt Alterungsresistenz erfuerderen, no Schwellung an Ueleg a Flëssegkeet. Typesch Uwendungen déi dës Eegeschafte erfuerderen sinn Timing Rimmer, Héichdrockschlauch a Pabeierrollen. Déi benotzte Gummiprodukter sinn extrem usprochsvollen dynamesche Bedéngungen ënnerworf a sinn dacks Schock iwwer eng breet Palette vun Temperaturen a Frequenzen ausgesat. Konventionell Tester, déi benotzt gi fir déi dynamesch Eegeschafte vu Materialien ze charakteriséieren, ginn allgemeng bei Raumtemperatur duerchgefouert.
Och wann dës Tester ongefëllte Materialien gutt charakteriséieren, reflektéieren Miessunge bei Ëmfeldtemperaturen net d'Effekter vun der Temperatur op d'Fëller-Monomer Interaktioun. Filler a Filler-Polymer Interaktiounen an hiren Effekt op Materialeigenschaften bei ganz héijen Temperaturen. Fir Polymere speziell fir Héichtemperaturapplikatiounen entworf, ass e Verständnis vum Effekt vun der Temperatur op d'technesch Eegeschafte vum Material néideg fir eng korrekt Verbindungsoptimiséierung.
An dësem Pabeier gëtt den Effekt vun der Temperatur op d'technesch Eegeschafte vu gefüllte Gummi ënnersicht, mat Fokus op d'Art vu Filler, seng Doséierung an d'Interaktioun vum Filler mat HNBR a hydréiert carboxyléierten Nitrilbutadien Gummi (HXNBR) Polymeren.
Fir dësen Zweck vergläicht dëse Pabeier Verstäerkung (N330) an Net-Verstäerkung (N990) Kuelestoff mat Silika (VulcasilN). D'Uewerfläch vu Silica kann souwuel passiv (Filler Uewerfläch hydrophob) an aktiv (Filler Uewerfläch hydrophob a verbonne mat Polymer) geännert ginn. Eng ëmmer méi Unzuel vu Verbindunge benotzt och monomer Filler, wéi Zinkdiaacrylat (ZAD), déi op der Vulkaniséierung in situ polymeriséiert kënne ginn fir d'Materialeigenschaften ze verbesseren. Dës nei 'Filler' an hir Interaktioun mat der Polymer Matrix sinn nach net studéiert wat d'Temperatur- a Frequenzofhängeg Eegeschafte ugeet. Déi nei 'Filler' an hir Interaktioun mat der Polymer Matrix sinn net studéiert wat d'Temperatur an d'Frequenz ofhängeg Eegeschafte ugeet.
Baséierend op d'mechanesch an dynamesch mechanesch Eegeschafte vu vulkaniséierten an onvulkaniséierte HNBR-Verbindungen, goufen verschidde Filler (Kueleschwarz, Silica an ZDA) fir d'Füllung analyséiert. an ZDA) gefëllt Standard HNBR an HXNBR Gummistécker goufen analyséiert mat Respekt un der Temperatur Ofhängegkeet vun der Verstäerkung Eegeschafte.
D'Reduktioun vum Modulus mat der Erhéijung vun der Temperatur fir all onvulkaniséiert Gummi (ausser fir de Silica-gefëllte System) ass eng Konsequenz vun der Temperaturabhängegkeet vun der Viskositéit vun der Polymermatrix. D'Aart an d'Quantitéit vum Filler am Bindemëttel bestëmmt nëmmen den Grad vun der Verstäerkung an huet keen Effekt op d'temperaturofhängeg Ofsenkung vum Bindermodul.
Fir Silica-gefëllte Klebstoff, bestëmmt d'Koaleszenz vun de Silicapartikelen d'temperaturabhängeg Verhalen. Wann d'Silica-Uewerfläch mat Silica-Alkanbehandlung behandelt gëtt fir d'Hydrophobitéit z'erreechen, gëtt d'Koaleszenz vu Silicapartikelen hemmt. Bei grousse Verformungsamplituden kann d'Verstäerkung vun all Kueleschwarz a Silica-gefëllte Verbindungen nëmmen als hydrodynamesch Verstäerkung beschriwwe ginn.
Wann ZDA als Filler benotzt gëtt, gëtt kee Verstäerkungseffekt an den onvulkaniséierte Gummiverbindungen beobachtet, well ZDA nach net polymeriséiert ass an nëmmen als e klengen relativen Molekularmass Plastifizéierer handelt. D'ZDA-enthale Verbindungen haten niddereg Viskositéiten bei all Stämme, wat gutt Veraarbechtungseigenschaften beweist.
Verglach vun den dynamesche mechanesche Properties a Stress-on-Belaaschtungseigenschaften vum vulkaniséierte Gummi huet gewisen datt d'ZDA-gefëllte HXNBR Gummiverbindung déi gréisste komplementar Kraaft a maximal ultimativ mechanesch Eegeschaften huet (Stress a Verlängerung bei der Paus) erofgaang mat der Erhéijung vun der Temperatur fir all Bindemëttel. Déi staark Interaktioun tëscht der Füllfläch an der Polymermatrix verbessert den Effekt vun der Temperatur op d'Verstäerkungseigenschaften. Obwuel ionesch Interaktiounen tëscht ZDA an HXNBR Carboxylgruppen de Frakturstress maximéiert hunn, hunn dës ionesch Interaktiounen keen Effekt op d'Temperaturabhängegkeet vum Frakturstress. Dëst hindeit datt mechanesch stabil ionesch Interaktiounen tëscht ZDA an der funktionaliséierter Polymermatrix (HXNBR) eng Viraussetzung fir exzellent mechanesch an dynamesch mechanesch Eegeschafte vum Gummimaterial mat nidderegen Hysteresisverloscht ënner dynamesche Verformungsbedéngungen sinn.
