이온 결합 등 희생 결합은 고무 재료의 기계적 성능과 자가 치유 행동을 조절하는 데 자주 사용되지만, 이온 결합-공공 유리 결합으로 이중 가교된 니트릴 고무 및 그 나노 복합재료의 변형 연화 거동에 관한 연구는 거의 없다. 본 연구에서는 2-아크릴아미도-2-메틸프로판 설폰산, 산화 아연, 디이소프로필벤젠 산화를 이용하여 이온 결합-공공 결합 이중 가교된 니트릴 고무 및 카본 블랙 복합재료를 제조하였으며, 이온 가교 결합이 가교 밀도, 기계적 성능 및 변형 연화 거동(Payne 효과 및 Mullins 효과)에 미치는 영향을 연구하였다. 결과는 이온 가교 결합 도입이 가교 밀도와 탄성 계수를 향상시키고, 선형 점탄성 영역에서 저장 탄성 계수의 주파수 의존성과 Payne 효과의 임계 변형 진폭을 감소시키며, 비선형 점탄성 영역에서 변형 연화 정도를 약화시키고, Payne 효과에 동반되는 동적 전단 주기 내 변형 경화 및 전단 증점-희석 전이를 촉진함을 보여주었다. 이온 가교 결합은 또한 경화된 고무 및 나노 복합재료의 순환 신장 과정에서 Mullins 효과를 현저히 강화하며, 순환 변형 재료는 저온(60 ℃)에서 단시간(10분) 열처리 후 연화 특성을 보이지 않는다; 그러나 이온 결합은 순환 신장 및 단시간 저온 열처리 과정에서 파괴-재구성 메커니즘을 통해 히스테리시스 현상을 줄이기 어렵다. 연구 결과는 이온 결합-공공 결합 이중 가교 고무 및 그 나노 복합재료의 변형 연화 메커니즘 연구와 가교 네트워크 구조 형성 및 비선형 점탄성 조절에 대한 실험적 근거를 제공한다.

가황 고무; 이온 가교 결합; 나노 복합재료; 변형 연화