ഹൈഡ്രജനേറ്റഡ് നൈട്രൈൽ റബ്ബർ (HNBR) പ്രധാനമായും ഉപയോഗിക്കുന്നത് ഉയർന്നതും താഴ്ന്നതുമായ ഊഷ്മാവ് ചലനാത്മക ഗുണങ്ങളും നല്ല വാർദ്ധക്യ പ്രതിരോധവും ആവശ്യമുള്ള പ്രയോഗങ്ങളിലാണ്, എണ്ണയിലും ദ്രാവകത്തിലും വീക്കത്തിന് ശേഷം, എണ്ണകളിലും ദ്രാവകങ്ങളിലും വീക്കത്തിന് ശേഷം, ഉയർന്നതും താഴ്ന്നതുമായ ഊഷ്മാവിൽ ഉയർന്ന ചലനാത്മക ഗുണങ്ങളും നല്ല പ്രായമാകൽ പ്രതിരോധവും ആവശ്യമുള്ള ആപ്ലിക്കേഷനുകളിലാണ് HNBR പ്രധാനമായും ഉപയോഗിക്കുന്നത്. ടൈമിംഗ് ബെൽറ്റുകൾ, ഉയർന്ന മർദ്ദമുള്ള ഹോസുകൾ, പേപ്പർ റോളുകൾ എന്നിവയാണ് ഈ ഗുണങ്ങൾ ആവശ്യമുള്ള സാധാരണ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ. ഉപയോഗിക്കുന്ന റബ്ബർ ഉൽപന്നങ്ങൾ വളരെ ആവശ്യപ്പെടുന്ന ചലനാത്മക സാഹചര്യങ്ങൾക്ക് വിധേയമാണ്, മാത്രമല്ല പലപ്പോഴും താപനിലയിലും ആവൃത്തിയിലും ഉള്ള ആഘാതങ്ങൾക്ക് വിധേയമാവുകയും ചെയ്യുന്നു. സാമഗ്രികളുടെ ചലനാത്മക ഗുണങ്ങളെ വിശേഷിപ്പിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന പരമ്പരാഗത പരിശോധനകൾ സാധാരണയായി ഊഷ്മാവിൽ നടത്തപ്പെടുന്നു.
ഈ പരിശോധനകൾക്ക് പൂരിപ്പിക്കാത്ത വസ്തുക്കളെ നന്നായി ചിത്രീകരിക്കാൻ കഴിയുമെങ്കിലും, അന്തരീക്ഷ ഊഷ്മാവിലെ അളവുകൾ ഫില്ലർ-മോണോമർ ഇടപെടലിലെ താപനിലയുടെ ഫലങ്ങളെ പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്നില്ല. ഫില്ലറും ഫില്ലർ-പോളിമർ ഇടപെടലുകളും വളരെ ഉയർന്ന ഊഷ്മാവിൽ മെറ്റീരിയൽ ഗുണങ്ങളിൽ അവയുടെ സ്വാധീനവും. ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കായി പ്രത്യേകം രൂപകൽപ്പന ചെയ്ത പോളിമറുകൾക്ക്, ശരിയായ സംയുക്ത ഒപ്റ്റിമൈസേഷനായി മെറ്റീരിയലിൻ്റെ സാങ്കേതിക സവിശേഷതകളിൽ താപനിലയുടെ സ്വാധീനം മനസ്സിലാക്കേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്.
ഈ പേപ്പറിൽ, ഫില്ലറിൻ്റെ തരം, അതിൻ്റെ അളവ്, HNBR, ഹൈഡ്രജനേറ്റഡ് കാർബോക്സിലേറ്റഡ് നൈട്രൈൽ ബ്യൂട്ടാഡീൻ റബ്ബർ (HXNBR) പോളിമറുകൾ എന്നിവയുമായുള്ള ഫില്ലറിൻ്റെ പ്രതിപ്രവർത്തനം എന്നിവയിൽ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിച്ച്, നിറച്ച റബ്ബറുകളുടെ സാങ്കേതിക സവിശേഷതകളിൽ താപനിലയുടെ സ്വാധീനം അന്വേഷിക്കുന്നു.
ഈ ആവശ്യത്തിനായി, ഈ പേപ്പർ റൈൻഫോർസിംഗ് (N330) ഉം നോൺ-റൈൻഫോഴ്സിംഗ് (N990) കാർബൺ ബ്ലാക്ക്കളെയും സിലിക്ക (വൾകാസിൽഎൻ) യുമായി താരതമ്യം ചെയ്യുന്നു. സിലിക്കയുടെ ഉപരിതലം നിഷ്ക്രിയമായും (ഫില്ലർ ഉപരിതല ഹൈഡ്രോഫോബിക്) സജീവമായും (ഫില്ലർ ഉപരിതല ഹൈഡ്രോഫോബിക്, പോളിമറുമായി ബന്ധിപ്പിച്ച്) പരിഷ്കരിക്കാനാകും. വർദ്ധിച്ചുവരുന്ന സംയുക്തങ്ങൾ, സിങ്ക് ഡയാക്രിലേറ്റ് (ZAD) പോലെയുള്ള മോണോമെറിക് ഫില്ലറുകളും ഉപയോഗിക്കുന്നു, വൾക്കനൈസേഷൻ സമയത്ത് മെറ്റീരിയൽ പ്രോപ്പർട്ടികൾ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് അവ പോളിമറൈസ് ചെയ്യാവുന്നതാണ്. ഈ പുതിയ 'ഫില്ലറുകളും' പോളിമർ മാട്രിക്സുമായുള്ള അവയുടെ ഇടപെടലും താപനിലയും ആവൃത്തിയും ആശ്രിത ഗുണങ്ങളുടെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ ഇതുവരെ പഠിച്ചിട്ടില്ല. പുതിയ 'ഫില്ലറുകളും' പോളിമർ മാട്രിക്സുമായുള്ള അവയുടെ ഇടപെടലും താപനിലയുടെയും ആവൃത്തിയുടെയും ആശ്രിത ഗുണങ്ങളുടെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ പഠിച്ചിട്ടില്ല.
വൾക്കനൈസ്ഡ്, അൺവൾക്കനൈസ്ഡ് എച്ച്എൻബിആർ സംയുക്തങ്ങളുടെ മെക്കാനിക്കൽ, ഡൈനാമിക് മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, വിവിധ ഫില്ലറുകൾ (കാർബൺ ബ്ലാക്ക്, സിലിക്ക, ZDA) പൂരിപ്പിക്കുന്നതിന് വിശകലനം ചെയ്തു. കൂടാതെ ZDA) പൂരിപ്പിച്ച സ്റ്റാൻഡേർഡ് HNBR, HXNBR റബ്ബറുകൾ ശക്തിപ്പെടുത്തുന്ന ഗുണങ്ങളുടെ താപനില ആശ്രിതത്വം സംബന്ധിച്ച് വിശകലനം ചെയ്തു.
എല്ലാ അൺവൾക്കനൈസ്ഡ് റബ്ബറുകൾക്കും (സിലിക്ക നിറച്ച സിസ്റ്റം ഒഴികെ) താപനില വർദ്ധിക്കുന്നതിനൊപ്പം മോഡുലസ് കുറയുന്നത് പോളിമർ മാട്രിക്സിൻ്റെ വിസ്കോസിറ്റിയുടെ താപനില ആശ്രിതത്വത്തിൻ്റെ അനന്തരഫലമാണ്. ബൈൻഡറിലെ ഫില്ലറിൻ്റെ തരവും അളവും ബലപ്പെടുത്തലിൻ്റെ അളവ് നിർണ്ണയിക്കുന്നു, കൂടാതെ ബൈൻഡർ മോഡുലസിലെ താപനിലയെ ആശ്രയിച്ചുള്ള കുറവിനെ ബാധിക്കില്ല.
സിലിക്ക നിറച്ച പശകൾക്ക്, സിലിക്ക കണങ്ങളുടെ സംയോജനമാണ് താപനിലയെ ആശ്രയിക്കുന്ന സ്വഭാവം നിർണ്ണയിക്കുന്നത്. ഹൈഡ്രോഫോബിസിറ്റി കൈവരിക്കാൻ സിലിക്ക ആൽക്കെയ്ൻ ചികിത്സ ഉപയോഗിച്ച് സിലിക്ക ഉപരിതലം ചികിത്സിച്ചാൽ, സിലിക്ക കണങ്ങളുടെ സംയോജനം തടയപ്പെടുന്നു. വലിയ ഡിഫോർമേഷൻ ആംപ്ലിറ്റ്യൂഡുകളിൽ, എല്ലാ കാർബൺ കറുപ്പും സിലിക്ക നിറച്ച സംയുക്തങ്ങളും ശക്തിപ്പെടുത്തുന്നത് ഹൈഡ്രോഡൈനാമിക് റൈൻഫോഴ്സ്മെൻ്റായി മാത്രമേ വിവരിക്കുകയുള്ളൂ.
ZDA ഒരു ഫില്ലറായി ഉപയോഗിക്കുകയാണെങ്കിൽ, അൺവൾക്കനൈസ്ഡ് റബ്ബർ സംയുക്തങ്ങളിൽ ബലപ്പെടുത്തുന്ന ഫലങ്ങളൊന്നും നിരീക്ഷിക്കപ്പെടുന്നില്ല, കാരണം ZDA ഇതുവരെ പോളിമറൈസ് ചെയ്തിട്ടില്ല, കുറഞ്ഞ ആപേക്ഷിക തന്മാത്രാ മാസ് പ്ലാസ്റ്റിസൈസർ ആയി മാത്രം പ്രവർത്തിക്കുന്നു. ZDA അടങ്ങിയ സംയുക്തങ്ങൾക്ക് എല്ലാ സ്ട്രെയിനുകളിലും കുറഞ്ഞ വിസ്കോസിറ്റി ഉണ്ടായിരുന്നു, ഇത് നല്ല പ്രോസസ്സിംഗ് ഗുണങ്ങളെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു.
വൾക്കനൈസ്ഡ് റബ്ബറിൻ്റെ ഡൈനാമിക് മെക്കാനിക്കൽ പ്രോപ്പർട്ടികൾ, സ്ട്രെസ്-ഓൺ-സ്ട്രെയിൻ പ്രോപ്പർട്ടികൾ എന്നിവയുടെ താരതമ്യം കാണിക്കുന്നത് ZDA-നിറഞ്ഞ HXNBR റബ്ബർ സംയുക്തത്തിന് ഏറ്റവും വലിയ കോംപ്ലിമെൻ്ററി ശക്തിയുണ്ടെന്നും പരമാവധി ആത്യന്തിക മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ (ബ്രേക്കിലെ സമ്മർദ്ദവും നീളവും) എല്ലാ ബൈൻഡറുകൾക്കും താപനില കൂടുന്നതിനനുസരിച്ച് കുറഞ്ഞു. ഫില്ലർ ഉപരിതലവും പോളിമർ മാട്രിക്സും തമ്മിലുള്ള ശക്തമായ ഇടപെടൽ, ഊഷ്മാവിൻ്റെ സ്വാധീനം ശക്തിപ്പെടുത്തുന്നു. ZDA, HXNBR കാർബോക്സിൽ ഗ്രൂപ്പുകൾ തമ്മിലുള്ള അയോണിക് ഇടപെടലുകൾ ഫ്രാക്ചർ സ്ട്രെസ് പരമാവധി വർദ്ധിപ്പിച്ചുവെങ്കിലും, ഈ അയോണിക് ഇടപെടലുകൾക്ക് ഫ്രാക്ചർ സ്ട്രെസിൻ്റെ താപനില ആശ്രിതത്വത്തെ ബാധിക്കില്ല. ചലനാത്മക രൂപഭേദം വരുത്തുന്ന സാഹചര്യങ്ങളിൽ കുറഞ്ഞ ഹിസ്റ്റെറിസിസ് നഷ്ടമുള്ള റബ്ബർ മെറ്റീരിയലിൻ്റെ മികച്ച മെക്കാനിക്കൽ, ഡൈനാമിക് മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങൾക്ക് ZDA-യും ഫംഗ്ഷണലൈസ്ഡ് പോളിമർ മാട്രിക്സും (HXNBR) തമ്മിലുള്ള യാന്ത്രികമായി സ്ഥിരതയുള്ള അയോണിക് ഇടപെടലുകൾ ഒരു മുൻവ്യവസ്ഥയാണെന്ന് ഇത് സൂചിപ്പിക്കുന്നു.
