Ionenbindungen und andere Opferbindungen werden häufig zur Regulierung der mechanischen Eigenschaften und der selbstheilenden Verhalten von Gummimaterialien verwendet, jedoch gibt es nur wenige Studien zum Dehnungsweichungsverhalten von vulkanisiertem Gummi mit ionisch-kovalenter Doppelvernetzung und dessen Nanokomposite. In dieser Arbeit wurden 2-Propenamid-2-methylpropansulfonsäure, Zinkoxid und Diisopropylbenzoloxid verwendet, um ionisch-kovalent vernetzten Nitrilkautschuk und seine Rußverbundwerkstoffe herzustellen. Es wurde der Einfluss der ionischen Vernetzungsbindungen auf die Vernetzungsdichte, mechanische Eigenschaften und das Dehnungsweichungsverhalten (Payne-Effekt und Mullins-Effekt) untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die Einführung ionischer Vernetzungsbindungen die Vernetzungsdichte und den Modul erhöhen, die Frequenzabhängigkeit des Speicherungsmoduls im linearen viskoelastischen Bereich und die kritische Dehnungsamplitude des Payne-Effekts verringern, das Ausmaß der Weichung im nichtlinearen viskoelastischen Bereich abschwächen und die durch den Payne-Effekt begleitete dynamische Scherhärtung und den Übergang von Scherverdickung zu -verdünnung fördern kann. Ionische Vernetzungsbindungen können den Mullins-Effekt bei zyklischer Dehnung von Vulkanisaten und deren Nanokompositen deutlich verstärken; nach einer kurzzeitigen Wärmebehandlung bei niedriger Temperatur (60 ℃, 10 min) zeigen zyklisch verformte Materialien keine Weichung mehr; jedoch ist es für ionische Bindungen schwierig, das Hystereseverhalten durch Zerstörungs-Wiederherstellungsmechanismen während der zyklischen Dehnung und der kurzzeitigen Wärmebehandlung bei niedriger Temperatur zu reduzieren. Die Forschungsergebnisse können eine experimentelle Grundlage für die Untersuchung der Dehnungsweichungsmechanismen ionisch-kovalent vernetzter Vulkanisate und deren Nanokomposite sowie für den Aufbau von Vernetzungsnetzwerkstrukturen und die Regulierung der nichtlinearen Viskoelastizität bieten.

Vulkanisat; ionische Vernetzungsbindungen; Nanokomposite; Dehnungsweichung