हाइड्रोजनेटेड नाइट्राइल रबर (HNBR) मुख्यतया उच्च र कम तापक्रम गतिशील गुणहरू र राम्रो बुढ्यौली प्रतिरोधको आवश्यकता हुने अनुप्रयोगहरूमा प्रयोग गरिन्छ, तेल र तरल पदार्थमा सुन्निएपछि, HNBR मुख्यतया उच्च र कम तापक्रममा उच्च गतिशील गुणहरू आवश्यक हुने अनुप्रयोगहरूमा प्रयोग गरिन्छ र राम्रो बुढ्यौली प्रतिरोधी। यी गुणहरू आवश्यक पर्ने सामान्य अनुप्रयोगहरू समय बेल्टहरू, उच्च दबाव नलीहरू र पेपर रोलहरू हुन्। प्रयोग गरिएका रबर उत्पादनहरू अत्यधिक माग गर्ने गतिशील अवस्थाहरूको अधीनमा छन् र प्रायः तापमान र फ्रिक्वेन्सीको विस्तृत दायरामा झटकाको अधीनमा छन्। सामग्रीको गतिशील गुणहरू चित्रण गर्न प्रयोग गरिने परम्परागत परीक्षणहरू सामान्यतया कोठाको तापक्रममा गरिन्छ।
जबकि यी परीक्षणहरूले भरिएका सामग्रीहरू राम्रोसँग चित्रण गर्न सक्छन्, परिवेशको तापमानमा मापनले फिलर-मोनोमर अन्तरक्रियामा तापक्रमको प्रभावलाई प्रतिबिम्बित गर्दैन। फिलर र फिलर-पोलिमर अन्तरक्रिया र धेरै उच्च तापमानमा भौतिक गुणहरूमा तिनीहरूको प्रभाव। उच्च तापमान अनुप्रयोगहरूको लागि विशेष रूपमा डिजाइन गरिएको पोलिमरहरूको लागि, सामग्रीको प्राविधिक गुणहरूमा तापक्रमको प्रभावको बुझाइ उचित कम्पाउन्ड अनुकूलनको लागि आवश्यक छ।
यस कागजमा, भरिएको रबरको प्राविधिक गुणहरूमा तापक्रमको प्रभावको अनुसन्धान गरिएको छ, फिलरको प्रकार, यसको खुराक, र HNBR र हाइड्रोजनेटेड कार्बोक्साइलेटेड नाइट्राइल बुटाडियन रबर (HXNBR) पोलिमरहरूसँग फिलरको अन्तरक्रियामा केन्द्रित।
यस उद्देश्यका लागि, यो कागजले सिलिका (VulcasilN) सँग रिइन्फोर्सिङ (N330) र गैर-रिइन्फोर्सिङ (N990) कार्बन ब्ल्याकहरू तुलना गर्दछ। सिलिकाको सतहलाई निष्क्रिय (फिलर सतह हाइड्रोफोबिक) र सक्रिय रूपमा (फिलर सतह हाइड्रोफोबिक र पोलिमरसँग बाँडिएको) दुवै परिमार्जन गर्न सकिन्छ। यौगिकहरूको बढ्दो संख्याले मोनोमेरिक फिलरहरू पनि प्रयोग गर्दछ, जस्तै जिंक डायक्रिलेट (ZAD), जुन सामग्रीको गुणहरू सुधार गर्न भल्कनाइजेशनको समयमा पोलिमराइज गर्न सकिन्छ। यी नयाँ 'फिलरहरू' र पोलिमर म्याट्रिक्ससँग तिनीहरूको अन्तरक्रिया अझै तापक्रम र आवृत्ति निर्भर गुणहरूको सन्दर्भमा अध्ययन गरिएको छैन। नयाँ 'फिलरहरू' र पोलिमर म्याट्रिक्ससँग तिनीहरूको अन्तरक्रिया तापमान र आवृत्ति निर्भर गुणहरूको सन्दर्भमा अध्ययन गरिएको छैन।
Vulcanized र unvulcanized HNBR यौगिकहरूको मेकानिकल र गतिशील मेकानिकल गुणहरूमा आधारित, विभिन्न फिलरहरू (कार्बन ब्ल्याक, सिलिका र ZDA) भर्नको लागि विश्लेषण गरियो। र ZDA) भरिएको मानक HNBR र HXNBR रबरहरूलाई सुदृढीकरण गुणहरूको तापमान निर्भरताको सन्दर्भमा विश्लेषण गरियो।
सबै अनभल्कनाइज्ड रबरहरू (सिलिकाले भरिएको प्रणाली बाहेक) को बढ्दो तापक्रमको साथ मोड्युलसमा कमी हुनु भनेको पोलिमर म्याट्रिक्सको चिपचिपापनको तापमान निर्भरताको परिणाम हो। बाइन्डरमा फिलरको प्रकार र मात्राले मात्र सुदृढीकरणको डिग्री निर्धारण गर्दछ र बाइन्डर मोडुलसमा तापमान निर्भर कमीमा कुनै प्रभाव पार्दैन।
सिलिका भरिएको चिपकने को लागी, सिलिका कणहरु को संयोजन तापमान मा निर्भर व्यवहार को निर्धारण गर्दछ। यदि सिलिका सतहलाई हाइड्रोफोबिसिटी प्राप्त गर्न सिलिका अल्केन उपचारद्वारा उपचार गरिन्छ भने, सिलिका कणहरूको संगमता रोकिन्छ। ठूलो विरूपण आयामहरूमा, सबै कार्बन ब्ल्याक र सिलिका भरिएको यौगिकहरूको सुदृढीकरणलाई हाइड्रोडायनामिक सुदृढीकरणको रूपमा मात्र वर्णन गर्न सकिन्छ।
यदि ZDA फिलरको रूपमा प्रयोग गरिन्छ भने, अनभल्कनाइज्ड रबर यौगिकहरूमा कुनै सुदृढिकरण प्रभाव देखिँदैन किनभने ZDA अझै पोलिमराइज गरिएको छैन र केवल कम सापेक्ष आणविक मास प्लास्टिसाइजरको रूपमा कार्य गर्दछ। ZDA- युक्त यौगिकहरूमा सबै स्ट्रेनहरूमा कम चिपचिपापनहरू थिए, राम्रो प्रशोधन गुणहरू संकेत गर्दै।
भल्कनाइज्ड रबरको गतिशील मेकानिकल गुणहरू र तनाव-अन-स्ट्रेन गुणहरूको तुलनाले ZDA- भरिएको HXNBR रबर कम्पाउन्डमा सबैभन्दा ठूलो पूरक शक्ति र अधिकतम अन्तिम मेकानिकल गुणहरू (तनाव र ब्रेकमा विस्तार) सबै बाइन्डरहरूको लागि बढ्दो तापक्रमको साथ घटेको देखाएको छ। फिलर सतह र पोलिमर म्याट्रिक्स बीचको बलियो अन्तरक्रियाले सुदृढीकरण गुणहरूमा तापमानको प्रभावलाई बढाउँछ। यद्यपि ZDA र HXNBR कार्बोक्सिल समूहहरू बीचको आयनिक अन्तरक्रियाहरूले फ्र्याक्चर तनावलाई अधिकतम बनायो, यी आयनिक अन्तरक्रियाहरूले फ्र्याक्चर तनावको तापमान निर्भरतामा कुनै प्रभाव पारेन। यसले सुझाव दिन्छ कि ZDA र कार्यात्मक बहुलक म्याट्रिक्स (HXNBR) बीचको मेकानिकली स्थिर आयनिक अन्तरक्रियाहरू गतिशील विरूपण अवस्थाहरूमा कम हिस्टेरेसिस हानिको साथ रबर सामग्रीको उत्कृष्ट मेकानिकल र गतिशील मेकानिकल गुणहरूको लागि एक पूर्व शर्त हो।
