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◆ 橡膠的定伸應力和拉伸強度的影響因素

橡膠的定伸應力和拉伸強度的影響因素

2021-01-15 00:00:00

橡(xiang)膠(jiao)拉伸(shen)強度與(yu)橡膠結(jie)構的關(guan)係(xi)分(fen)子間(jian)作用力大,如極(ji)性(xing)和(he)剛(gang)性基團(tuan)等;分子(zi)量(liang)增大(da),範(fan)德(de)華力增大,鏈段(duan)不(bu)易(yi)滑(hua)動(dong),相當(dang)於分子間形(xing)成(cheng)了(le)物理(li)交(jiao)聯點,因此(ci)隨分子(zi)量(liang)增大(da),拉(la)伸強度(du)增(zeng)高,到一(yi)定(ding)程度時(shi)達(da)到平衡;分子的(de)微觀(guan)結構(gou),如順(shun)式和反式(shi)結構的影(ying)響;結晶和取向(xiang)。


拉伸強度與硫(liu)化體(ti)係的關係:有一極大值。交聯(lian)鍵(jian)類型(xing):隨交聯鍵能增加,拉伸強(qiang)度減小;多硫鍵具(ju)有(you)較(jiao)高(gao)的拉伸強度,因為弱鍵在應力(li)狀(zhuang)態下能(neng)起(qi)到(dao)釋(shi)放(fang)應力的作(zuo)用(yong),減輕應(ying)力集(ji)中(zhong)的程(cheng)度,使(shi)交聯網(wang)能均(jun)勻(yun)地(di)承受較大的應力。對(dui)於能產(chan)生(sheng)結晶(jing)的NR等(deng),交聯弱(ruo)鍵的早(zao)期(qi)斷裂(lie),還(hai)有利於(yu)主(zhu)鏈(lian)的定向結晶。


拉伸強度與填料(liao)的關係:粒(li)徑越小(xiao),比表麵積越(yue)大,表(biao)麵(mian)活性越大,結構性越高,補強的效(xiao)果越好(hao)。同時隨填料用量增加,有極大值,其(qi)大小受橡膠品(pin)種和填料類(lei)型的影響。拉伸強度與軟化(hua)劑的關係軟(ruan)化劑的加(jia)入(ru)會損(sun)失(shi)拉伸強度,且(qie)與軟化劑與橡膠的相(xiang)容性有關。撕(si)裂強度橡膠的撕裂是由(you)於材(cai)料中的裂紋(wen)或(huo)裂口受(shou)力時迅(xun)速擴(kuo)大而(er)導(dao)致(zhi)破(po)壞(huai)的現(xian)象(xiang),一般(ban)是沿(yan)著分子鏈數(shu)目極小,即(ji)阻(zu)力極小的途(tu)徑發(fa)展。主要(yao)與橡膠應力-應變曲(qu)線(xian)的形狀和粘彈性有關。與橡膠品種、硫化體係、軟化劑均有關。


定伸應力:定伸應力的定義是(shi)使試樣拉伸達到給(gei)定長度所需(xu)施(shi)加的單位(wei)截(jie)麵積(ji)上的負(fu)荷量。是橡膠材料等的一項(xiang)指標。常(chang)見(jian)定伸應力有100%、200%、300%、500%定伸應力。如使截麵積1平(ping)方厘(li)米(mi)的試樣(yang)拉長(zhang)1倍(bei)需要490N(50公(gong)斤(jin)力)的負荷(he),則(ze)其100%定伸應力是490Pa(50公(gong)斤(jin)力/c㎡)。


柔性包裹橡膠材料.png


定伸應力的影響(xiang)因(yin)素(su):


1、分子量越大,定伸應力越大。

2、分子量分布窄(zhai)的,定伸應力和硬(ying)度下降(jiang)。

3、分子間作用力大,定伸應力高。

4、定伸應力和硬度隨交聯密(mi)度的增加而增大。傳統(tong)硫化體係可(ke)獲較高的定伸應力及硬度。

5、定伸應力和硬度隨填料粒徑(jing)的減小而增大,隨結構度和表麵活(huo)性的增大而增大,隨填(tian)料用量的增大而增大。

6、定伸應力和硬度隨軟化劑(ji)用量的增加而降低。

7、橡塑(su)共(gong)混可提高定伸應力和硬度,如NR/PE、HS共混(hun),NBR/PVC共混(hun),EPDM/PP共混(hun)。


拉伸強度:在測(ce)試(shi)膠料時,試樣拉伸至斷(duan)裂的過程中,較大的拉伸應力。


拉伸強度的影響因素:

1、分子量小的橡膠拉伸強度隨分子量的增大而增大。一般分子量在(zai)30-35萬之(zhi)間的橡膠拉伸強度較佳(jia)。

2、分子量分布(bu)窄的拉伸強度較高。

3、主鏈上有極性取代基時,拉伸強度隨分子間的作用力增加而增加。如丁(ding)腈(jing)橡膠中,丙烯(xi)腈含量增加拉伸強增加。

4、隨橡膠結晶度的提(ti)高拉伸強度增加。如NR、CR、CSM、IIR有較高的拉伸強度。

5、橡膠分子鏈取(qu)向後(hou),平行(xing)方向的拉伸強度增加,垂(chui)直方向的拉伸強度下(xia)降。

6、拉伸強度隨交聯鍵能的增加而減(jian)小,隨交聯密度的增加而出現峰(feng)值。交聯鍵類型與拉伸強度關係按(an)下列(lie)順序(xu)遞(di)減:離子鍵——多硫鍵——雙(shuang)硫鍵——單(dan)硫鍵——碳碳(tan)鍵。

7、炭(tan)黑(hei)粒子小的而結構性低(如低(di)結構的高耐磨)、表麵含氧基團多(duo)的(如(ru)槽(cao)黑)其拉伸強度、撕裂強度、伸長率(lv)高。

8、填料的粒子小,表麵積大,表麵活性大,則補(bu)強效果(guo)好。至(zhi)於結構性與拉伸強度的關係說(shuo)法(fa)不一,結晶橡膠的結構性高的對拉伸強度反而不利(li),但對非結晶橡膠則相反(fan)。軟質橡膠的炭黑用量一般在40-60份(fen)之間。

9、軟化劑用量超出5份時,就(jiu)會(hui)使硫化膠的拉伸強度降低。


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