Резина релаксационные свойства

Таким образом, одной из главных особенностей механических свойств эластомеров, общей для каучуков и резин и отличающей их от упругих твердых тел, является существенная зависимость напряжения от времени действия силы или скорости деформации, т. е. известное явление релаксации напряжения или деформации. Зависимость напряжение—деформация носит сложный релаксационный характер. В свою очередь релаксационные свойства зависят от тем- [c.14]

Вследствие релаксационных свойств резин в образцах в процессе испытания средние значения напряжения становятся меньше амплитудных и во времени накапливают остаточные деформации, приводящие к разнашиванию образцов. Образцы, применяемые для испытаний на многократное растяжение, провисают , образуя петлю . При этом условия испытания во времени изменяются и режим становится неопределенным. Для устранения провисания образцов при испытаниях на многократное растяжение (ГОСТ 261—79) сочетают динамическую нагрузку со статической (рис. 9.5). [c.141]

Таким образом, применяются два метода испытаний I — при знакопостоянном цикле деформаций от нуля до разрушения образцов и II — от заданной статической деформации до максимального значения. Второй метод позволяет избежать разнашивания образцов, которое возникает вследствие релаксационных свойств резин, вызывающих уменьшение средних значений напряжений и накапливание во времени остаточных деформаций, при этом наблюдается провисание образцов. [c.142]

Причины этих явлений разбираются в различных теориях усиления резин, в большинстве которых рассматривается главным образом влияние наполнителей на деформационные и релаксационные свойства резин с точки зрения природы связей, возникающих между частицами наполнителя и макромолекулами каучука. В этих теориях рассматривается не прочность материала как таковая, а прочность структур, например прочность связей каучук—наполнитель и влияние ее на деформационные свойства и течение каучукоподобных полимеров - . [c.194]

Соотношение (VHI. 2) справедливо и для металлов. Последнее обстоятельство указывает на сходство общих черт в явлениях усталости резины и металлов, несмотря на различие и специфичность в релаксационных свойствах и механизмах разрыва высокоэластических и твердых материалов. [c.206]

Скорость ползучести при постоянном растягивающем напряжении в условиях воздействия агрессивных сред (масла, воды и др.) характеризует стойкость резин в этих средах (ГОСТ 9.065—76). Агрессивные среды влияют на релаксационные свойства эластомеров. В жидких агрессивных средах, например масле, релаксация напряжения в уплотнительном резиновом изделии является одной из причин потери им работоспособности. Деформационные свойства резин характеризуются модулем эластичности Ед) при растяжении (ГОСТ 210—75) или сжатии. Ев является коэффициентом пропорциональности между напряжением и деформацией и определяется по изменению размеров (длины, ширины и толщины образца) при растяжении. [c.150]

Изучение релаксационных свойств резин на основе СКУ-ПФД рис. 44) показало, что радиационное облучение дозами до 1 МДж/кг не приводит к достижению критических значений падения контактного напряжения (условно за критическое значение падения контактного напряжения принято отношение а/о о = 0,2, где Оо и а — напряжение в образце до и после облучения). При облучении дозами [c.93]

Упруго-релаксационные свойства. Релаксация резин происходит при постоянной деформации. Определяют уменьшение напряжения за заданный промежуток времени, характеризующее скорость релаксации. Ползучесть резин наблюдается при заданном напряжении измеряют увеличение деформации за определенные промежутки времени, характеризующие скорость ползучести. В обоих процессах со временем [c.446]

Резина является материалом, обладающим релаксационными свойствами. В связи с этим ее механические характеристики существенно зависят от времени приложения внешних нагрузок, т. е. от вида деформации. [c.135]

Механические методы представляют особый интерес прежде всего из-за их высокой чувствительности. Действительно, при переходе от расплава, каким является эластомер в высокоэластическом состоянии, к кристаллическому состоянию жесткость и модуль упругости эластомера возрастают на несколько порядков очень резко изменяются релаксационные свойства. Этим изменениям соответствует появление кристалличности, степень которой, измеренная рентгенографически или на основании дилатометрических данных, составляет всего 10—30%. Преимущества механических методов по чувствительности можно подчеркнуть, отметив, что порог чувствительности структурных методов составляет 5 абс. % содержания кристаллической фазы. Другое преимущество механических методов заключается в том, что результаты измерений непосредственно характеризуют рабочие свойства резин. Применение механических методов дает возможность проследить за развитием кристаллизации на весьма ранних ее стадиях. К числу механических относятся методы, основанные на измерении твердости, модуля упругости и других характеристик материала, связанных с его жесткостью. Другая [c.79]

Способность восстанавливать первоначальные размеры после деформации (восстанавливаемость) — одна из важных характеристик релаксационных свойств эластомеров. Она характеризует упругое последействие образцов и меру сохранения эластических свойств резин в условиях эксплуатации. Наиболее распространенный способ [c.190]

Вследствие релаксационных свойств резин в образцах в процессе испытания средние значения напряжения становятся меньше амплитудных и во времени накапливаются остаточные деформации, приводящие к разнашиванию образцов. Образцы провисают , образуя при этом петлю . Для устранения провисания образцов практически достаточно приложить статическую деформацию ест, близкую по амплитуде к динамической деформации Eq. [c.103]

Большие трудности в разработке методов расчета резиновых изделий связаны с малой изученностью прочности резины как при статическом, так и многократном нагружении. Отсутствует экспериментально проверенная теория прочности резины при сложном напряженном состоянии. До настоящего времени еще не созданы методы расчета реальных резиновых конструкций с учетом релаксационных свойств материала. По-видимому, такие методы могут быть без особых затруднений созданы на основе теории, линейной вязкоупругости. [c.8]

Специальные принципы конструирования резиновых деталей учитывают релаксационные, деформационно-прочностные, теплофизические и другие особенности резины, а также зависимость свойств резины от свойств каучука, являющегося ее основой. [c.20]

Анализируя закономерности, полученные с использованием специального приспособления, исключающего ползучесть, можно судить о влиянии геометрических характеристик на релаксационные свойства образцов резин, деформированных на заданную величину сжатия. И в данном случае характер кривых напряжение— время (физическая релаксация) не зависит от формы опорной поверхности (рис. 2). Скорость молекулярных и надмолекулярных перегруппировок в резине при принятых условиях [c.98]

Рассмотренные экспериментальные результаты показывают, что релаксационные свойства твердых полимеров также определяют вид зависимости Р (и) и положение максимума. При этом, чем выше температура стеклования и температура опыта, тем подвижнее молекулы полимера, и максимум силы трения смещается в область больших скоростей. Положение максимума силы трения у твердых полимеров лежит в области 10 см мин, что на три порядка ниже, чем у резин, и на три-четыре порядка выше, чем у металлов. Это качественно хорошо согласуется с механическими свойствами изучаемых материалов. [c.77]

В. Черных и Н. Д. Захаровым. Материал, посвященный рассмотрению морозостойкости, прочностных, деформационных и релаксационных свойств резины, написан В. Н. Овчинниковой и Н. Д. Захаровым материал, посвященный рассмотрению долговечности, трения и износа, — Н. В. Белозеровым и Н. Д. Захаровым. Стойкость резин к внешним немеханическим воздействиям описана М. А. Поляком и Н. Д. Захаровым стойкость резинотканевых и резинометаллических систем к внешним воздействиям — 3. В. Черных. [c.7]

Релаксационные свойства эластомеров зависят от соотношения энергии взаимодействия между структурными элементами полимера и энергии теплового движения этих элементов. Изменение температуры приводит к соответствующему изменению энергии теплового движения, что обусловливает зависимость механических свойств каучуков и резин от температуры. [c.9]

Наиболее распространенным режимом испытаний на многократное растяжение с асимметричным циклом является режим постоянных максимальных удлинений, который осуществляется на машине МРС-2. Это испытание проводится при постоянной амплитуде и заданной частоте (250 или 500 цикл/мин), а также при постоянном максимальном и среднем значении деформации. Амплитуда динамических напряжений и средние напряжения Оср приобретают при испытании различные значения, зависящие от механических и релаксационных свойств резины. При испытании происходит релаксация напряжения, поэтому среднее напряжение постепенно понижается до некоторого практически постоянного значения. При таком режиме испытания в образце накапливаются остаточные деформации, которые зависят от свойств резины, продолжительности испытания, заданной деформации, частоты и температуры испытания. Остаточные деформации снижают максимальные напряжения при многократном растяжении и повышают кажущуюся динамическую долговечность вследствие уменьшения жесткости условий испытаний это может привести к ошибкам в оценке преимуществ той или иной резины в динамических условиях работы. [c.43]

РЕЛАКСАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА РЕЗИН [c.95]

Под релаксационными свойствами понимается зависимость механических свойств резины от длительности или скорости нагружения. Могут быть два основных типа релаксационных процессов релаксация напряжения и релаксация деформации. Релаксация напряжения — это протекающий во времени процесс установления равновесия между напряжением и деформацией, характеризующийся уменьщением напряжения и постоянным значением деформации в течение испытания. Процесс увеличения длины образца при постоянной нагрузке получил название релаксации деформации или ползучести. Релаксационные процессы заметны для наблюдателя, когда их скорость сравнима со скоростью механического воздействия. При повыщении температуры релаксация ускоряется, при понижении — замедляется. Это соответствует умень-щению продолжительности воздействия в первом случае и увеличению во втором. Наиболее простым и легко интерпретируемым является процесс исследования релаксации напряжения, вследствие чего он и получил наибольшее распространение. [c.95]

Для изучения релаксационных свойств, резины при сжатии, т. е. изменения нагрузки, необходимой для поддержания постоянной деформации в функции времени, может быть использован несложный прибор, показанный на рис. 137. [c.200]

Влияние связанного каучука на напряжение при заданном удлинении сильно зависит от природы полимера и сажи. Наличие связанного каучука в количествах, обычных для смесей из натурального и синтетических каучуков, можно рассматривать как доказательство сильного взаимодействия между полимером и сажей, что обычно признается одним из необходимых условий усиления. Хотя наличие таких количеств связанного каучука считается положительным фактором, увеличение их выше этого уровня обычно ухудшает упруго-релаксационные свойства резины. Так, например, содержание связанного каучука можно увеличить путем повышения содержания кислорода в саже или, наоборот, уменьшить удалением кислорода из сажи термообработкой. В первом случае возрастает количество связанного каучука, но одновременно снижается напряжение при заданном удлинении, очевидно, в результате адсорбции сажами с высоким содержанием кислорода компонентов вулканизующих систем и связанного с этим ингибирования поперечного сшивания в процессе вулканизации. Содержание кислорода в сажах было небольшим, а количество связанного каучука возрастало с увеличением удельной поверхности сажи, как обычно. Однако параллельно этому росту уменьшалось напряжение при заданном удлинении резин на основе натурального каучука. Термообработка, которой подвергались образцы этих саж, проводилась при температурах, не вызывающих ослабления их усиливающих свойств. При более высоких температурах сажи графитируются, что сопровождается резким падением как содержания связанного каучука, тан и напряжения при заданном удлинении (см. табл. 12.6). [c.290]

В состав многих смесей, применяющихся для изготовления резиновых технических изделий, помимо сажи входят и другие наполнители. Общепризнано, что для активации вулканизации смесей из бутадиен-стирольных каучуков требуется не менее 12 сажевой поверхности на 1 г углеводорода каучука. Сажи необходимы также для облегчения переработки резиновых смесей. В табл. 12.7 и 12.7А приведены данные, показывающие, каким образом комбинацией сажи с каолином и (или) мелом можно получать резины, имеющие заданные свойства Сажа вводилась в смесь в виде саженаполненного каучука БСК 1605, содержащего 50 вес. ч. сажи РЕР на 100 вес. ч. бутадиен-стирольного каучука холодной полимеризации, введенной в латекс до его коагуляции. Мел использовался в основном как инертный наполнитель. Однако введение каолина в маточную смесь, содержащую сажу РЕР, давало вулканизаты с хорошими упруго-релаксационными свойствами без значительного понижения предела прочности при растяжении. В такие сильно наполненные смеси обычно вводят большие количества мягчителей с целью достижения удовлетворительных технологических свойств и твердости. [c.307]

Динамический гистерезис. Важнейшим следствием проявления релаксационных свойств резин при динамическом нагружении, приводящих к отставанию деформации от соответствующего напряжения, является динамический гистерезис. [c.37]

Физико-механические свойства серных и смоляных резин на основе бутадиенстирольного каучука с различными модулями жесткости приведены в табл. 4. При повышении степени вулканизации не только сохраняются отмеченные выше преимущества смоляных резин по теплостойкости, износу, усталостным и релаксационным свойствам, но и существенно улучшаются эластические свойства, особенно в условиях по- [c.82]

Структура и релаксационные свойства резин — саженаполнен-ных вулканизатов каучуков — еще сложнее. Деформационные свойства саженаполненных резин могут быть описаны моделью, в котЬрой каучуковая часть резины состоит из двух составляющих мягкой и твердой (см. гл. I). Мягкая составляющая по структуре идентична ненаполненному сшитому каучуку, структура которого рассматривается как состоящая из упорядоченной и неупорядоченной частей. Первая представляет собой совокупность элементов надмолекулярной структуры — упорядоченных микроблоков, связанных в единую пространственную структуру с неупорядоченной частью и состоящих из свободных полимерных цепей и сегментов. Вторая представляет собой объем связанного, т. е. адсорбированного на частицах наполнителя, слоя каучука. Этот адсорбированный слой каучука менее эластичен, чем каучук в мягкой составляющей. В целом сажекаучуковая часть резины состоит из частиц наполнителя, образующих макросетчатую пространственную структуру, и твердой составляющей каучука, связанной с частицами наполнителя. Подвижности сегментов, находящихся в адсорбированном слое каучука, соответствует на рис. II. 14 а -процесс. В ненаполненной резине а -процесс не наблюдается. Более медленные процессы релаксации ф и б объясняются подвижностью самих частиц сажи и химических узлов сетки резины. [c.100]

Образование тяжей можно рассматривать как процесс расслоения ориентированного полимерного материала в неоднородном поле напряжений. Как следует из наблюдений Гуля и Черни-на39,4о, следы тяжей начинают образовываться в сечении образца впереди растущего надрыва. Следовательно, так же как у пластмасс впереди трещины имеется зона расслоившегося материала в виде трещины серебра , так и у резин впереди надрыва имеется зона материала, подготовленного к расслоению на тяжи. Это подтверждается исследованиями в которых было показано, что структура полимерного материала вблизи дефекта, разрастающегося в процессе разрыва, сильно отличается от структуры, характерной для образца в целом. По существу, рвется не исходный полимерный материал, а материал иной структуры, ориентированный и обладающий иными (по сравнению с исходным) релаксационными свойствами. Изменения, которые претерпевает материал в месте роста надрыва, определяют характер процесса разрущения образца. При существенном изменении степени дополнительной ориентации соответственно изменяются все характеристики прочности материала. Скоростной киносъемкой процесса разрыва удалось измерить дополнительную ориентацию в месте растущего надрыва, определить форму и размеры растущего дефекта при быстром разрушении и скорость роста надрыва на различных стадиях процесса разрушения. К концу процесса разрушения скорость роста надрыва быстро и скачкообразно увеличивается, что, вероятно, связано с обрывом тяжей. [c.112]

В обоих режимах испытания максимальное за цикл истинное напряжение а вследствие релаксационных свойств резины изменяется, стремясь к некоторому установившемуся значению, которое и является истинным разрывным напряжением. Между последним и заданной деформацией в режиме E= onst или установившейся максимальной деформацией в режиме /= onsi наблюдается зависимость о=Ее, где Е—динамический модуль установившегося процесса многократного нагружения резины. Если учесть этот закон деформации, сираведлнвый во всем диапазоне применяемых в испытаниях максимальных деформаций и напряжений, то вместо соотношения (VHI. 1) получим [c.206]

Из всего сказанного следует сделать вывод, что характеристическая энергия является весьма сложной функцией многих факторов. В отличие от твердых хрупких тел резины обладают ярко выраженными релаксационными свойствами и большими механическими потерями. Отсюда характеристическая энергия, определенная экспериментально, включает следующие составляющие 1) свободная энергия поверхности (примерно 10 эрг1см-)] 2) рассеянная энергия, приходящаяся на 1 см- новой поверхности [c.239]

Процессы быстрой релаксации происходят в текучих полимерах так же, как в резинах или в отдельных несвязанных цепях, ибо они обусловлены движением коротких сегментов. Поэтому область быстрых релаксационных процессов может быть подобной для всех систем от предельно разбавленных до концентрированных растворов линейных полимеров и резин. Область же медленных релаксационных процессов в общем случае различна у систем разного строения, и описание релаксационных свойств йатериала в этой области является основной задачей теорий концентрированных полимерных систем. [c.274]

Химич. С. резин осуществляется с помощью сшивающих (присадочных) агентов — перекисей, диаминов, диазосоединений и др., способных быстро реагировать с функциональными группами макромолекул каучука (двойными связями, водородом а-мстиленовых Г1)упп и др.). На соединяемые поверхности наносят обычно р-ры этих агентов в инертных (ацетон, хлороформ) и,пи активных (напр., стирол) растворителях. Благодаря этому достигается более равномерное распределение сшивающего агента и упрощается ого дозирование. Резины из хлоропренового каучука, содержащего в макромолекуле подвижные атомы хлора, могут свариваться без применения сшивающих агентов. Важное значение при С. резин имеет подготовка соединяемых поверхностей, в частности очистка их от ингибиторов и др. ингредиентов, мигрирующих на поверхпость резины ири ее хранении. Темп-ра химич. С. резин определяется реакционной способностью сшивающих агентов. Давление С., зависящее от упруго-релаксационных свойств материала и от количества летучих продуктов в зоне соединения, составляет 1,0—2,5 Мн/м (10—-25 кгс/см ). Продолжительность процесса изменяется в тех л е пределах, что и при С. реактопластов. [c.191]

Аналогично действие введенных в каучук полярных групп. Так, карбоксилатный каучук СКН-26-1, вулканизованный окисью магния, слабо или совсем не растрескивается под действием кислот, несмотря на сильную деструкцию, о которой свидетельствует резкое увеличение скорости ползучести нагруженного образца. Одной из причин замедления озонного растрескивания резин при переходе от НК к хлоропреповому каучуку также, по-видимому, является уменьшение подвижности молекул. Вследствие сильной зависимости способности к растрескиванию от релаксационных свойств температура существенно влияет на этот процесс (гл. VI.4.2). Например, это подтверждается тем, что скорость разрастания озонной трещины в зависимости от температуры в области, не слишком отдаленной от Гс, подчиняется уравнению Вильямса — Ланделла — Ферри как в случае БСК, когда скорость изменяется сравнительно мало, так и для бутилкаучука, когда скорость изменяется на несколько порядков [c.90]

Для лучшего понимания наблюдаемых эффектов напомним представления Маллинза и Тебина [64, 78] о том, что деформационные свойства саженаполненных резин могут быть описаны моделью, в которой каучуковая часть резины состоит из мягкой и твердой частей. Основная деформация при растяжении приходится на мягкую составляющую, имеющую те же деформационные характеристики, что и ненаполненная резина. В результате влияние наполнителей проявляется в повышении фактической деформации в мягкой составляющей. Поэтому релаксационные характеристики наполненной резины отчасти связаны с релаксационными свойствами ненаполненной резины. [c.258]

Интенсивность взаимодействия с озоном определяется реакционной способностью эластомера. Однако на сопротивляемости эластомера озонному растрескиваник> сказываются также релаксационные свойства полимеров, миграция примесей на поверхность резины и др. Это подтверждается, например, отсутствием разницы в [c.259]

Динамические свойства изменяются в зависимости от температуры, поэтому полимер и вулканизующую систему следует выбирать на основе испытаний, проводимых при температуре, при которой будет работать данная резина. Саженаполненные вулканизаты по динамическим свойствам обычно превосходят вулканизаты, содержащие несажевые наполнители. Рекомендуется применять возможно более низкие дозировки пластификаторов. Концентрация поперечных связей должна быть возможно более высокой, насколько позволяют прочностные и упруго-релаксационные свойства. Тип поперечных связей оказывает слабое влияние на динамические свойства при обычных температурах, однако он имеет существенное значение для гистерезисных свойств при повышенных температурах, развивающихся, например, при ускоренных испытаниях в особо жестких условиях в этих случаях желательно высокое соотношение ускоритель сера и может быть использована бессерная вулканизация тиурамом. [c.326]

Высокоэластический модуль резины Е, определяемый комплексом релаксационных свойств, состоит из двух частей Е оо рЗВ" новесной и El — неравновесной, соответственно определяющих доли высокоэластических сил и внутреннего трения в сопротивлении резины деформированию. Равновесный модуль Е зависит, главным образом, от степени поперечного сшивания молекул (вулканизации). Неравновесная часть модуля Ei существенно зависит от числа полярных групп в цепи каучука и количества активного наполнителя, т. е. от характера и величины межмолекулярного взаимодействия. [c.16]

Для выяснения причины различного влияния ПАВ на свойства системы исследовали структуру и физико-механические свойства подложки — резины методом электронной микроскопии путем снятия углеродно-платиновых реплик с поверхности скола образца, подвергнутого предварительно кислородному травлению. Оказалось, что действие исследованных ПАВ на структуру различно. В присутствии ПАВ-1 наблюдается глобулярная структура во всем диапазоне концентраций ПАВ, но размер глобул с ростом концентрации ПАВ монотонно уменьшается от 70 до 20 нм. Иной характер структурообразования отмечен в присутствии ПАВ-2. При введении уже 0,2% ПАВ размер глобул уменьшается на порядок. При дальнейшем увеличении концентрации ПАВ глобулы диспергируются до молекул с последующим образованием из них структур сетчатого типа. Изучение физико-механических и релаксационных свойств резины в присутствии ПАВ различного строения выявило корреляцию их с характером структурных превращений в подложке и с изменением внутренних напряжений в зависимости от концентрации ПАВ. Сопоставляя картину структурных превращений с наблюдаемыми концентрационными зависимостями адгезии и внутренних напряжений, можно следующим образом объяснить влияние ПАВ на свойства системы покрытие — подложка (рис. 3.9) При введении в резину исследованные ПАВ ведут себя как дис-пергаторы, причем активность ПАВ определяется строением ею углеводородного радикала. Благодаря линейному цепному строению ПАВ-2 на структуру резины оказывает более сильное диспергирующее действие, чем ПАВ-1, радикал которого короче [c.85]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология