Влияние температуры и напряжения на свойства резины

При растяжении полимеров, когда Р > Ркрит характерными параметрами являются предельные — наивысшие значения напряжений (пределы прочности) и обратимых деформаций, а также времена с момента начала деформирования до разрыва (долговечность) образцов, т. е. разрывные характеристики. С повышением скорости деформаций пределы прочности и разрывные деформации возрастают, а долговечность быстро снижается. В зависимости от задаваемых скоростей деформаций или напряжений пределы прочности составляют от десятых долей до 5—10 МПа, предельные деформации могут достигать нескольких сотен процентов, долговечность изменяется от многих часов до малых долей секунды. Связь между пределом прочности и долговечностью (временем до разрыва) определяется степенным уравнением (7.12), т. е. так же, как и для структурированных полимеров (резин). Влияние температуры на разрывные характеристики определяется ее влиянием на начальную вязкость. Это однозначно свидетельствует о том, что в вынужденном высокоэластическом состоянии прочностные свойства и процесс разрыва полимеров определяются их релаксационными характеристиками. В отличие от того, что известно для кристаллических и стеклообразных полимеров в вынужденном высокоэластическом состоянии процессы разрыва макроцепей, образования свободных радикалов и соответственное снижение молекулярной массы имеют пренебрежимо малое значение. [c.236]

Фактически для всех приведенных в табл. 4.2 схем характер-ла концентрация напряжений, в большей степени касательных, вследствие различия в деформационных свойствах подложки и клея. Концентрация нормальных напряжений связана с неравномерностью толщины клеевого шва, внецентренным нагружением (вследствие перекоса) и другими дефектами, которых можно избежать. Концентрация касательных напряжений является почти неизбежным фактом. Для схем , а—в касательные напряжения в образцах распределяются неравномерно (см. гл. 3), причем увеличение диаметра образца ведет к снижению влияния концентрации напряжений. Максимальное значение касательных напряжений существенно зависит от величины ([х — коэффициент Пуассона, Е — модуль упругости) клея и подложки и растет с увеличением этого отношения. Касательные напряжения, даже если они не появляются при нагружении, могут возникать при изменении температуры или при усадке [32]. Величина ц/ для соединений резины с металлом (ГОСТ 209—75) значительно больше, чем для соединений металл — металл, поэтому в этих соединениях концентрация касательных напряжений велика. Все это определяет большие различия в результатах испытаний клеевых соединений на отрыв, полученных различными авторами. [c.120]

Вулканизаты резины под влиянием ряда складских и эксплуатационных факторов, действующих изолированно или чаще комплексно, изменяют свои технически ценные свойства — снижается эластичность, происходит затвердевание, появляются хрупкость, трещины, изменяется окраска. Влияние кислорода воздуха, и в особенности озона, ведет к старению и утомлению резины. Этому также способствуют тепло и свет, напряжения, возникающие при статическом или динамическом нагружении, нерациональное складирование, агрессивные среды или каталитическое действие солей металлов (в частности, на резины из НК влияют соли марганца и меди). Низкие температуры ведут к снижению эластичности резины, к появлению хрупкости. Эти изменения для напряженных резин на основе кристаллизующихся каучуков возрастают с длительностью охлаждения. Однако с возвращением к комнатным температурам первоначальные свойства восстанавливаются. [c.9]

При ОДНОМ И том же напряжении температура оказывает весьма. слабое влияние на высокоэластические деформации. Положение здесь в сущности такое же, как и для резин, для которых влияние температуры на их высокоэластические свойства (в пределах сохранения высокоэластического состояния) оказывается вторичным [c.379]

Резине, также как и пластмассе, присущи и гистерезисная петля и ползучесть и релаксационный характер возникающих напряжений и влияние на свойства времени действия нагрузки и температуры, ио, как конструкционный материал, она коренным образом отличается от всех других материалов (в том числе и пластмасс) своими, в основном, деформационными свойствами. [c.320]

Как было показано в гл. УТ, развитие кристаллизации вызывает не только ухудшение механических свойств резин при низких температурах, но и приводит для ряда эластомеров к упрочнению при температурах, близких к комнатной. Поэтому для создания резин с оптимальными свойствами из таких каучуков, как изопреновые, бутадиеновые, хлоропреновые и уретановые, требуется еще обеспечить максимальное развитие кристаллизации при растяжении. Это особенно важно для изделий, работающих в условиях больших растягивающих нагрузок, а также для достижения необходимых технологических свойств сырых резиновых смесей. В этом случае необходимо выбрать такой состав резин, который бы позволил обеспечить минимальную скорость или максимальное время кристаллизации ненапряженных резин и максимальное влияние напряжения на кристаллизацию. [c.215]

Интегральная зависимость деформации от температуры представляет собой S-образную кривую с перегибами в точках Тпв. и Тх.п.-При ее дифференцировании получается несколько максимумов (пиков), положение и число которых определяется структурой вулканизационной сетки. Поэтому метод позволяет за короткое время получить информацию о закономерностях поведения вулканизатов в высокоэластическом состоянии, о влиянии старения в напряженном состоянии на свойства вулканизатов [37]. Метод чувствителен к изменениям рецептурного состава и технологии изготовления резин. [c.420]

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]

Использование кристаллизации при комнатной и более высоких температурах — один из путей создания прочных резин. Успехи в этом направлении возможны лишь после тщательного изучения влияния условий кристаллизации, прежде всего деформации, на морфологию кристаллических образований в эластомерах. Только исследования морфологии, влияние которой на прочностные свойства является определяющим, могут привести к созданию принципиально новых путей получения высокопрочных эластомерных материалов на основе кристаллизующихся каучуков. Исследование морфологии эластомеров в условиях действия напряжения в ближайшие годы, несомненно, будет, одним из наиболее плодотворных направлений изучения кристаллизации. [c.216]

Влияние температуры и напряжения на свойства резины [c.272]

Таким образом, химические релаксационные процессы при высоких температурах можно рассматривать как один из видов линейных вязкоупругих процессов. Однако при больших напряжениях проявляется его влияние на скорость химических релаксационных процессов. Так, Каргин и Соголова [18] обнаружили, что химическое течение для твердых полимеров при высоких напряжениях идет вследствие чисто механических разрывов напряженных цепей и сопровождается сложной системой реакций деструкции и структурирования полимеров. Кузьминским с сотр. [И, 19] было показано, что в присутствии кислорода и при относительно большом напряжении последнее может влиять на скорость окисления и механические свойства резин. Известно влияние напряжений и на другие химические реакции в полимерах [12, 20]. Такие механохимические явления наблюдаются и при больших механических воздей- [c.193]

При повышении температуры в конце цикла смешения увеличивается взаимодействие каучука с сажей, улучшаются эластические свойства, увеличивается напряжение при 300%-ном удлинении п повышается износостойкость резин, особенно из насыщенных каучуков. Для резин, содержащих ПБ, который активно взаимодействует с сажей, температура смешения оказывает незначительное влияние на свойства. Оптимальная температура изготовления смесей на основе ненасыщенных каучуков составляет 140—150°С, [c.109]

О значении вязко-упругих свойств или процессов релаксации при раздире резины уже упоминалось в связи с влиянием релаксации напряжения на сниженр.е напряжен я в вершине раздира и в связи с зависимостью образования структуры в этой области, а также энергии раздира от скорости раздира и температуры. Наиболее убедительным .оказательством типично вязко-упругого поведения была бы демонстрация взаимозависимости скоростных и температурных эффектов, если бы все соответствующие данные для каждого вулканизата, обработанные по методу приведенных переменных,, можно было представить в виде одной обобщенной кривой Применимость этого метода к данным по пределу прочности при растяжении для ненаполненных вулканизатов бутадиен-стирольного каучука была показана Смитом Маллинс применил аналогичное преобразование к величинам энергии раздира, измеренным в широком диапазоне скоростей и температур, некристаллизующихся ненаполненных вулканизатов бутадиен-стирольных и бутадиен-нитрильных сополимеров и показал, что эти данные очень хорошо укладывались на одну обобщенную кривую. Успешное применение подобного преобразований показывает, что вязко-упругие свойства являются преобладающим фактором в процессе установившегося гладкого раздира некристаллизующихся ненаполненных вулканизатов. [c.53]

Если перекнсно-серную вул канизацию ведут при температурах около 200°С, густота пространственной сетки значи тельно уменьшается. Сера ока зывает влияние на величину исходных физико-механических показателей получающихся ре ЗИН, однако при тепловом старении, особенно в условиях напряженного состояния резин, может ухудщить их свойства . [c.160]

В литературе описано влияние ионизирующего излучения на физические и химические свойства полимеров. В ряде статей Харрингтона [1—6] и других авторов приведены данные по действию излучения главным образом на некоторые ненапряженные резины. Подавляющее большинство резиновых материалов подвергается действию ионизирующих излучений в напряженном состоянии. В работе Кузьминского с сотр. [7] было пока зано поведение некоторых напряженных резин под действием у-излучения. Однако в литературе отсугствуют четкие указания относительно разработки рецептур радиационностойких резин. Резино-технические изделия при эксплуатации подвергаются одновременному воздействию радиации, механических напряжений, различных сред и температур. [c.384]

Наиболее характерными примерами сильного влияния напряжения на поведение эластомеров являются катастрофиче-С7<ое разрушение растянутых резин из ненасыщенных каучуков под действием следов озона при практически неизменных их свойствах в результате контакта с ним ненапряженных резин [5, 7] и резкий сдвиг температуры хрупкости резин в сторону уменьшения при растяжении и некоторое ее повышение при сжатии по сравнению с недеформированными образцами. Отсюда очевидно, что характер напряжения также играет существенную роль. По действию агрессивных жидкостей на механические свойства предложена различная классификация резин по их стойкости при растяжении, сжатии, многократных деформациях, трении по гладкой поверхности [9]. Изменение механических свойств, однако, является конечным результатом влияния напряжений на направление химических реакций, в том числе иа соотношение процессов деструкции и структурирования,-на диффузию ингредиентов [10], что проявляется, например, в различной скорости старения разных участков резин, находящихся в сложно-напряженном состоянии [И], на разрушение и образование физических структур, в частности на развитие процессов кристаллизации [12]. [c.9]