Cure and Viscoelastic Properties of HNBR

11/2010 November

Effects of Carbon Black Loading and Characteristics

Cure, viscoelastic and mechanical properties of HNBR filled with various types of carbon black were investigated. By increasing carbon black loading and specific surface area, cure promotion was observed which could be explained by a combination of thermal history, surface chemistry and thermal conductivity. Viscoelastic behaviour of both uncured and cured specimens filled with carbon black exhibits a strain-dependent behaviour. Storage modulus (G’) and damping factor (tan) significantly increase with increasing carbon black loading and/or specific surface area. Mechanical properties are found to be governed by combined effects of hydrodynamic effect, filler transient network, molecular slippage and crosslink density, associated probably with black dispersion particularly at high black loading. The overall results imply a close correlation of viscoelastic and mechanical properties via energy dissipation process (or hysteretic process) caused by molecular slippage.

Vernetzung und viskoelastische Eigenschaften von HNBR: Einfluss von Ruß
Das Vernetzungsverhalten und mechanische Eigenschaften von rußgefülltem HNBR wurden untersucht. Durch die Erhöhung der Dosierung sowie der spezifischen Oberfläche des Rußes wurde eine Verkürzung der Heizzeit hervorgerufen, die der thermischen Vorgeschichte, der Oberflächenchemie und der thermischen Leitfähigkeit zugeordnet wird. Die viskoelastischen Eigenschaften sowohl der nichtvernetzten als auch der vernetzten Proben zeigen eine ausgeprägte Amplitudenabhängigkeit. Der Speichermodul (G’) und der Dämpfungsfaktor (tan) steigen signifikant mit der Dosierung und der spezifischen Oberfläche der Ruße an. Es wird gezeigt, dass die mechanischen Eigenschaften der Vulkanisate von der Rußdispersion beeinflusst werden und eine Korrelation zwischen viskoelastischen und mechanischen Eigenschaften besteht, die durch dissipatorische Prozesse erklärt wird.