Хидрогенизираната нитрилна гума (HNBR) главно се користи во апликации кои бараат динамички својства на високи и ниски температури и добра отпорност на стареење, по отекување во масло и течност По отекување во масла и течности, HNBR главно се користи во апликации кои бараат високи динамички својства на високи и ниски температури и добра отпорност на стареење. Типични апликации за кои се потребни овие својства се временските ремени, црева под висок притисок и ролни хартија. Употребените гумени производи се подложени на исклучително тешки динамички услови и често се изложени на удари во широк опсег на температури и фреквенции. Конвенционалните тестови што се користат за карактеризирање на динамичките својства на материјалите обично се спроведуваат на собна температура.
Иако овие тестови можат добро да ги карактеризираат неполнетите материјали, мерењата на амбиенталните температури не ги одразуваат ефектите на температурата врз интеракцијата на полнење-мономер. интеракциите на филер и филер-полимер и нивниот ефект врз својствата на материјалот при многу високи температури. За полимерите дизајнирани специјално за примена на високи температури, потребно е разбирање на ефектот на температурата врз техничките својства на материјалот за соодветна оптимизација на соединението.
Во овој труд, се истражува ефектот на температурата врз техничките својства на наполнетите гуми, фокусирајќи се на типот на филер, неговата доза и интеракцијата на филер со HNBR и хидрогенизирана карбоксилирана нитрилна бутадиенска гума (HXNBR) полимери.
За таа цел, овој труд ги споредува зајакнувачките (N330) и незајакнувачките (N990) саѓи со силика (VulcasilN). Површината на силициум диоксид може да се модифицира и пасивно (површина на полнење хидрофобна) и активно (површина на полнење хидрофобна и врзана за полимер). Сè поголем број соединенија користат и мономерни полнила, како што е цинк диакрилат (ZAD), кој може да се полимеризира на самото место за време на вулканизацијата за да се подобрат својствата на материјалот. Овие нови „полнила“ и нивната интеракција со полимерната матрица сè уште не се проучени во однос на својствата зависни од температурата и фреквенцијата. Новите „филери“ и нивната интеракција со полимерната матрица не се проучени во однос на својствата зависни од температурата и фреквенцијата.
Врз основа на механичките и динамичките механички својства на вулканизираните и невулканизираните HNBR соединенија, беа анализирани различни полнила (саѓи, силика и ZDA) за полнење. и ZDA) полнети стандардни HNBR и HXNBR гуми беа анализирани во однос на температурната зависност на зајакнувачките својства.
Намалувањето на модулот со зголемување на температурата за сите невулканизирани гуми (освен за системот исполнет со силика) е последица на температурната зависност на вискозноста на полимерната матрица. Видот и количината на полнење во врзивото само го одредува степенот на засилување и нема ефект врз намалувањето на модулот на врзивото зависно од температурата.
За лепилата исполнети со силика, спојувањето на силициумските честички го одредува однесувањето зависно од температурата. Ако површината на силициум диоксид е обработена со третман со силика алкан за да се постигне хидрофобност, соединувањето на честичките од силициум диоксид се инхибира. При големи амплитуди на деформација, зајакнувањето на сите соединенија на саѓи и наполнети со силициум диоксид може да се опише само како хидродинамичко засилување.
Ако ZDA се користи како полнење, не се забележува ефект на зајакнување кај невулканизираните гумени соединенија бидејќи ZDA сè уште не е полимеризиран и делува само како пластификатор со ниска релативна молекуларна маса. Соединенијата што содржат ZDA имале низок вискозитет кај сите соеви, што укажува на добри својства за обработка.
Споредбата на динамичките механички својства и својствата на напрегање на напрегањето на вулканизираната гума покажа дека гуменото соединение HXNBR исполнето со ZDA има најголема комплементарна јакост и максимални крајни механички својства (напрегање и издолжување при прекин) намалени со зголемување на температурата за сите врзива. Силната интеракција помеѓу површината за полнење и полимерната матрица го подобрува ефектот на температурата врз зајакнувачките својства. Иако јонските интеракции помеѓу карбоксилните групи ZDA и HXNBR го максимизираа стресот на фрактурата, овие јонски интеракции немаа ефект врз температурната зависност на стресот на фрактурата. Ова сугерира дека механички стабилните јонски интеракции помеѓу ZDA и функционализираната полимерна матрица (HXNBR) се предуслов за одлични механички и динамички механички својства на гумениот материјал со мала загуба на хистерезис при услови на динамична деформација.
