Поверхность раздира резин

Фрикционный износ характерен для высокоэластичных материалов, проявляется в скатывании и возникает при механическом повреждении и разрушении поверхности резины при трении об относительно гладкую поверхность контртела. Фрикционный износ является самым интенсивным и происходит при относительно высоком коэффициенте трения между истирающей поверхностью и резиной. При сильном трении в результате местной деформации истираемой поверхности появляются складки и выступы, разрушение начинается с возникновения трещин, перпендикулярных направлению растягивающего усилия там, где поверхностные слои находятся в сложнонапряженном состоянии и при наибольшем растяжении. Рост трещин происходит под действием относительно небольших усилий. Постепенное раздирание приводит к относительному перемещению слоев в контакте, без общего проскальзывания, образованию скаток и их отделению при значительных усилиях. Наиболее стойки к фрикционному износу резины с высокими прочностью и сопротивлением раздиру. [c.155]

Эндрюсом [61], который проводил электронномикроскопические исследования поверхности раздира саженаполненных вулканизатов, было установлено, что содержание сажевых частиц на поверхности разрушения выше, чем в объеме материала. Таким образом распространение разрушения в резинах с усиливающими наполнителями по границам раздела каучук-наполнитель приводит к увеличению эффективной поверхности разрушения, что и определяет повышенную прочность таких резин. [c.142]

Наиболее объективной характеристикой сопротивления раздиру является удельная, или характеристическая, энергия раздира Н. Она складывается из приходящихся на 1 см поверхности раздира свободной поверхностной энергии вновь образовавщихся поверхностей и энергии, рассеянной в виде тепла. Характеристическая энергия раздира определяется по ГОСТ 12014—66. Образцы (рис. 28) изготовляют из вулканизованных резино-тканевых пластин. Ткань должна быть нерастяжимой — это исключает затрату работы на деформацию образца. Испытание производится на разрывной мащине и сводится к снятию пишущим прибором диаграммы [c.87]

То же наблюдается и при узловатом раздире саженаполненных резин (рис. 4). Наиболее подробно поведение этих резин изучено в динамике (на установке рис. 1). Узловатый раздир присущ только саженаполненным резинам. Как показано электронномикроскопическим исследованием [17], при узловатом раздире разрушение происходит от одной сажевой частицы к другой, вследствие чего на поверхности раздира сажевых частиц оказывается больше, чем в объеме. Путь разрушения при этом достаточно извилист. Не удивительно поэтому, что повышение скорости раздира приводит к уменьшению и полному исключению узловатости при больших скоростях не успевает произойти отклонение от направления разрушения, вызванное, по-видимому-тем, что связи между каучуковой фазой и наполнителем менее прочны, чем сама каучуковая фаза. Поэтому гладкий раздир саженаполненных резин более характерен для высоких скоростей раздира. [c.249]

Поперечные полосы можно легко получить на поверхности разрыва образца резины из натурального каучука при последовательных растяжениях, даже если раздир узловатый и распространяется параллельно направлению растяжения. В этом случае процесс разрушения имеет, по крайней мере, поверхностное сходство с разрушением при отслаивании в клеевом слое полосы на поверхности разрыва по терминологии, используемой при испытании на отслаивание могут явиться результатом взаимодействия расклинивающих напряжений, перпендикулярных направлению распространения раздира и напряжений сдвига, параллельных этому направлению. Вероятно, таков же механизм разрушения и при раздире резины, которое обычно распространяется под прямым углом к растягивающему усилию, поскольку разрушение в области надреза можно рассматривать как локальное отслаивание сильно напряженных поверхностных слоев [c.46]

Протекторные резиновые смеси должны хорошо шприцеваться, давать гладкую поверхность протекторной заготовки. Протекторные резины должны иметь предел прочности при растяжении не менее 120—140 кгс/слг , наряду с этим они должны иметь хорошее сопротивление истиранию, раздиру, обладать удовлетворительной температуро- и теплостойкостью и хорошим сопротивлением к действию многократных деформаций. [c.409]

Для того чтобы совершенно исключить влияние полярных поверхностных групп и сетчатого строения частиц, золи, имевшие однородные кремнеземные частицы, превращали в органозоли посредством их этерификации еще в состоянии золя, описанной в гл. 4. Как показано в табл. 5.9, понижение размеров частиц ведет к возрастанию прочности на растяжение и разрывного удлинения наряду с низким значением модуля, но еще при высокой прочности на раздир. Для большинства видов наполнителей (которые, как правило, содержат долю полярной поверхности) подобные небольшие по размеру частицы обычно способствуют получению очень твердых образцов вулканизированной резины и высокого значения модуля благодаря связыванию частиц наполнителя через полярные участки их поверхностей. [c.814]

Механическое повреждение поверхности острыми гранями твердых выступов поверхности контртела. Если поверхность контртела имеет достаточно высокие и острые выступы, на поверхности резины могут происходить разрывы и раздиры. [c.154]

Рис. 2, Зависимость величины удельной поверхности технического углерода от физико-механических свойств резин на основе СКЭПТ I — сопротивление раздиру В, Н/м,, 2 —твердость по шору А, уел. ед.

С увеличением уд. поверхности сажи, а также ее уд. активности (см. ниже) повышаются прочность при растяжении, сопротивление раздиру и износостойкость резин, уменьшается их эластичность и возрастает теплообразование при многократных деформациях. [c.175]

Протекторные резиновые смеси должны хорошо шприцеваться, давать гладкую поверхность протекторной заготовки. Протекторные резины должны иметь предел прочности при растяжении не менее 100 кгс см-, наряду с этим они должны иметь хорошее сопротивление истиранию, раздиру, обладать удовлетворитель- [c.409]

Рис. 10.2. Схема деформации и раздира поверхности резины иглой А.

Повреждение поверхности выступами контртела. Если поверхность контртела имеет достаточно высокие и острые выступы, на поверхности резины могут происходить разрывы и раздиры. [c.115]

В процессе эксплуатации при деформации на поверхности изделий могут возникать и разрастаться дефекты, связанные с механическими повреждениями (порезы, проколы, надрывы) и с конструкцией изделия (выемки, углы, щели). Они вызывают локальное перенапряжение в деформируемом материале, приводящее к потере прочности. Изменение прочности при механическом повреждении поверхности (надрезе, разрыве) не однозначно для всех резин у одних она резко падает, у других снижается незначительно в зависимости от природы исходного каучука, свойств и дозировок ингредиентов и степени вулканизации резин. Наибольшей прочностью при повреждении обладают каучуки НК и СКИ-3, удовлетворительной — БСК, хлоропреновый, низкой — СКД, БК, СКТ. Активные сажи повышают сопротивление повреждению, анизотропные наполнители снижают. Наряду с определением предела прочности образца, его испытывают на прочность при специально созданной (путем надреза) максимальной концентрации напряжения. При этом определяют показатель сопротивления раздиру jB, в Н/м, равный отношению нагрузки Рр, вызывающей полное разрушение образца по месту искусственно созданного участка разрушения, к первоначальной толщине образца h в (Приложение VII), [c.118]

Наполнители вводят во фторкаучуки для снижения стоимости изделий, уменьшения нерва смесей и улучшения их технологических свойств (уменьшения усадки, повышения качества поверхности формованных, шприцованных и каландрованных изделий, повышения стойкости шприцованных полых профилированных изделий к опаданию при хранении перед вулканизацией и в процессе вулканизации в автоклаве и т. п.), а также для регулирования модуля и твердости резин, повышения их прочности-, сопротивления раздиру и усталостной долговечности [105, р. 1/1—1/12], придания резинам ряда специфических свойств. Однако использование наполнителей для фторкаучуков сильно отличается от принятого для обычных углеводородных эластомеров. В резинах на основе фторкаучуков усиливающий эффект высокоактивных наполнителей незначителен и преимущественно используются малоактивные углеродные и минеральные наполнители в небольших дозировках (как правило, не более 30 масс. ч. на 100 масс. ч. каучука [102 . Смеси на основе сополимеров ВФ и ГФП (вайтонов), содержащие менее % каучука, имеют высокую вязкость, затрудняющую их переработку, а вулканизаты — высокую твердость и малую эластичность [50, 103]. Увеличение содержания наполнителя в смеси приводит к ухудшению низкотемпературных свойств резин и стойкости их к теп- [c.94]

Были получены электронные микрофотографии реплик поверхности раздира резин на основе СКН-40 и СКМС-ЗО, ненаполненных и содержащих один из трех наполнителей — канальную сажу ДГ-100 (активный наполнитель), термическую сажу ТГ-10 (слабоусиливаю-щий) и мел (неактивный). Адгезионный характер разрушения полимерных систем, содержащих слабоусиливающие или неактивные наполнители типа термической сажи и мела, отмечался ранее рядом исследователей. И в наших опытах при исследовании поверхности разрушения систем, наполненных мелом или сажей ТГ-10, были получены реплики с извлеченными частицами наполнителя. [c.346]

В заключении отметим, что в последнее время появились работы, в которых изучалось влияние температуры, частоты многократных деформаций и других факторов на процесс раздира резины. Например, Патрикеев с сотр. изучали влияние надреза на сопротивление резины раздиру в широком интервале температур от —70 до -г160 "С. Оказалось, что прочностные свойства резины наиболее чувствительны к надрезу в некоторой области низких температур (но выше Т ). Недавно Зндрьюс исследовал распространение надреза при многократных растяжениях. Для резин из каучуков, кристаллизующихся при растяжении, на поверхности разрыва очень четко выявляются полосы равной ширины 3. По ширине полос о можно судить о продвижении надреза за один цикл растяжения. Величина й практически не зависит or частоты деформации, но резко возрастает с увеличением максимальной деформации за цикл. Наблюдаемые значения о составляют 1 Л1К и больше. [c.242]

При рассмотрении реплик с поверхности разрушения резин, содержащих сажу ДГ-100, частицы сажи не были обнаружены. Однако следует учесть, что и при адгезионном разрушении систем частицы сажи могут не извлекаться, если адгезия материала реплики к ним меньше, чем их адгезия к каучуку. Для того чтобы определить истинный характер разрушения в этом случае, необходимо снизить адгезию каучука к частицам данного вида сажи. При когезионном разрушении образца снижение адгезии каучука к наполнителю не привело бы к извлечению частиц наполнителя репликой, так как частицы оставались бы покрытыми пленкой эластомера. С целью уменьшения адгезии каучука к частицам сажи образцы резин после раздира перед нанесе-нцем реплик трениро1зали путем двад- [c.346]

Раздир резин широко изучался в работах Ривлина и Томаса [49] и Томаса [50] с сотрудниками.Теория Гриффита предполагает, что квазистатическое разрастание трещины является обратимым процессом. Ривлин и Томас отметили, однако, что это не является непременным условием и что снижение запаса упругой энерг и в результате разрастания трещины может быть сбалансировано изменениями величины энергии иного вида, а не только ростом энергии образующейся поверхности. Их задачей было определить величину, называемую энергией раздира , которая представляет собой энергию, затрачиваемую на рост трещины единичной длины при толщине образца, равной единице. Энергия раздира включает энергию образования новой поверхности, энергию, диссипируемую в процессе пластического течения, и энергию, диссипируемую необратимо в процессах вязкоупругой деформации. Предполагая, что все эти три вида затрат энергии пропорциональны приросту длины трещины и в первую очередь определяются характером напряженного состояния вблизи вершины трещины, можно считать, что общая величина энергии все-таки окажется не зависящей от формы образца и способа приложения деформирующего усилия. [c.341]

Как отмечает Берри, исследования прочности полимеров развиваются в двух направлениях. Первое относится к механике разрушения и к энергетическому подходу исходя из работ Гриффита и модели упругого твердого тела с микротрещиной, т. е. рассматриваются макроэффекты разрушения. Второе направление относится к физике (кинетике) разрушения и рассматривает молекулярноатомные механизмы и микромеханику разрушения. На Западе предпочитают первый подход (Гриффита), в СССР — второй (Журкова). Рассмотрим вначале результаты первого подхода к эластомерам. В этих опытах исследования механики разрушения проводились на образцах эластомеров и резин с искусственными надрезами. Методика испытания образцов с надрезом получила название испытания на раздир, который широко изучался в работах Ривлина и Томаса [12,1], Томаса [12.2] и других исследователей [12.3 12.4 82]. В процессе испытаний на раздир определялась энергия разрушения, которая зависела от заданной скорости движения зажимов. Энергия раздира включает свободную энергию образования новых поверхностей и механические потери, причем механические потери столь велики, что превышают свободную поверхностную энергию на много порядков. Эластомер считается тем прочней, чем большие затраты работы внешних сил требуются на раздир. [c.334]

Шалламахом были поставлены опыты, в которых поверхность резины царапалась небольшой полусферой (диаметр 1 мм) или иглой. Распределение напряжений, вызывающих раздиры, подобные раздирам при царапании резины иглой, изучалось им посредством фотоупругого (поляриметрического) исследования напряжений вокруг зоны контакта при скольжении цилиндра по прозрачной резине. Было установлено, что концентрация напряжений происходит позади площади контакта (на это указывало тесное расположение освещенных монохроматическим светом полос). Так как эта концентрация напряжений должна носить характер растяжения, можно ожидать, что любое разрушение материала при трении имеет вид линий раздира, возникающих позади движущегося тела и расположенных под прямым углом к направлению скольжения это подтверждается опытом. В первом приближении значение абразивного износа пропорционально нормальному давлению и кривизне абразивного зерна. [c.380]

Изучен характер в. шяния продуктов измельчения варочных камер и вулканизационных диафрагм в широком интервале дозировок на свойства протекторных и диа-фрагменных резин соответственно. Показано, что увеличение дозировки измельченных отходов сопровождается снижением условных напряжений, условной прочности при растяжении, сопротивления раздиру вулканизатов. Корректировкой содержания вулканизующих агентов можно несколько компенсировать падения модуля и прочности, но при содержании вторичных продуктов более 20 мае. ч. этот метод не позволяет сохранить указанные свойства на нормируемом уровне. Для протекторных резин характерно снижение усталостной выносливости в режиме постоянства амплитуды дефор-ма1щи, повышение относительного гистерезиса и уменьшение истираемости. Диафраг-менные резины, содержащие продукт измельчения диафрагм, отличаются повышенной усталостной выносливостью до и после старения, по с гойкости к старению не уступают серийным резинам. После корректировки состава вулканиз>тощей группы преимущества резин с продуктами переработки сохраняются. Показателями же, более серьезно лимитирующими содержание вторичных резин, являются технологические свойства вязкость, пластичность, качество поверхности невулканизованных заготовок, прочность стыков. С учетом этих ограничений допустимое содержание продукта измельчения варочных камер в протекторных резинах составляет 5-10 мае. ч. на 100 мае. ч. каучука, а продукта измельчения диафрагм в диафрагменных резинах - до 20 мае. ч. [c.6]

Размеры частицформа частицпрочность связи частиц наполнителя с полимером также влияют на изменение свойств полимеров при наполнении. Наибольшими усиливающими свойствами обладают частицы диаметром от 0,1 до 10 мкм. С увеличением поверхности, отнесенной к массе наполнителя, усиливающее действие наполнителя возрастает. Форма частиц наполнителя существенно влияет главным образом на сопротивление резин надрыву и раздиру. [c.183]

Анализ экспериментальных данных приводит к выводу, что при разрыве энергия рассеивается не только вблизи вновь обра зующихся поверхностей, но во всем объеме. При этом рассеивающаяся энергия не пропорциональна площади новых поверхностей, и поэтому формулу Гриффита даже при замене поверхностного натяжения на характеристическую энергию раздира для резии применять нельзя. Кроме того, теория Гриффита, развитая им для хрупких материалов, не учитывает влияния молекулярно ориентации и изменений структуры резины при растяжении. [c.242]

В присутствии серы с ГХПК и ДФГ в качестве активатора особенно эффективен оксид магния. Наполненная резина с этой вулканизующей группой обладает лучшим сопротивлением раздиру и ударному проколу по сравнению с типовой протекторной резиной. Этот эффект связан с наличием в структуре вулканизата участков повышенного взаимодействия подвесок молекул ГХПК у молекул каучука на поверхности оксида магния [18]. [c.275]

Исследования механики разрушения проводились на образцах эластомеров и резин с искусственным надрезом. Испытание образцов с надрезом получило название раздир и широко применялось в работах Ривлина и Томаса [7.86, 7.87] и других исследователей [7.88—7.94]. В процессе испытаний па раздир определяется энергия разрушения, которая зависит от скорости, движения зажимов. Энергия раздира включает свободную энергию образования новых поверхностей и механические потери, превышающие свободную поверхностную энергию на много порядков. Эластомер считается тем прочней, чем больше затрачиваемая работа внешних сил на раздир. Таким образом, в этих работах установлена связь между гистерезисом и прочностью эластомеров, а, следовательно, показано, что релаксационные явления (механические потери) определяют прочностные свойства этих материалов. [c.220]

Пластификаторы оказывают существенное влияние на свойства смесей и вулканизатов Б -п. к. В качестве пластификаторов для Б.-н. к. используют 1) сложные эфиры (дибутилфталат, диоктилфталат, ди-бутилсебацинат и др.), к-рые применяют гл. обр. для повышения морозостойкости и эластичности вулканизатов 2) природные и синтетич. смолы (канифоль, сосновая, кумароно-инденовые и феноло-формальдегидные смолы), повышающие клейкость смесей (кумароно-1шде-новые смолы придают вулканизатам также и высокие прочностные свойства) 3) продукты нефтяного происхождения (гл. обр. высокоароматизированные), применение к-рых позволяет получать вулканизаты с высоким относительным удлинением и сопротивлением раздиру 4) различные жидкие каучуки (напр., Б.-н. к. типа хайкар 1312), олигоэфиры и др., улучшающие сопротивление резин тепловому старению. Пластификаторы с преимущественным содержанием алифатич углеводородов (напр., вазелиновое масло) находят ограниченное применение, т. к. вследствие плохой совместимости с Б.-н. к. мигрируют на поверхность резин. Количество пластификаторов не превышает, как правило, 30 мае. ч. С увеличением содержания связанного акрилонитрила совместимость Б.-н. к. с пластификаторами уменьшается. [c.155]

Первичным актом истирания, определяющим интенсивность абразивного износа и износа посредством скатывания , является возникновение на поверхности резины раздиров — при шероховатой истирающей поверхности или трещин — при гладкой поверхности контртела (см. гл. 1). Раздиры и трещины возникают тогда, когда работа (мощность) трения превышает энергию разрыва (раздира) поверхностного слоя резины. Таким образом, прочностные свойства резины оказывают существенное влияние на соотношение отдельных видов износа. Можно предполагать, что для каждой резины существует определенное критическое значение мощности трения Искрит- При значениях мощности трения W < Искрит происходит преимущественно усталостный износ, а при значениях W ]> Искрит преимущественно износ посредством скатывания (на сравнительно гладких поверхностях) и абразивный износ (на шероховатых поверхностях с острыми выступами). [c.66]

Трение эластомеров в условиях скольжения и качения возникает при движении автомобильных шин. В данном случае особенно важно понять различие в поведении конструкции как шины, так и дорожного покрытия. Если принять, что поверхность дороги хотя бы частично состоит из идеализированных выступов, то характер качения шины будет оказывать влияние на динамическое скольжение протекторной резины относительно отдельных выступов (см. гл. 7). При скольжении острые выступы дорожного покрытия могут привести к раздирам и разрывам протектора, что вызовет интенсивный износ шины. Смазка, введенная между взаимодействуюш,ими поверхностями, оказывает сложное расклиниваюш,ее действие и вызывает макроэластогидродинамические эффекты, которые будут рассмотрены в гл. 6 и 7. В данной главе анализируются и сравниваются механизмы трения качения и скольжения но идеализированным элементам текстуры поверхности. [c.58]

Наиболее всесторонние исследования абразивного износа резин были проведены [6] с использованием иглы, царапающей поверхность эластомера в контролируемых условиях, и небольшой полусферы диаметром 1 мм [7]. Полусфера имитировала контактные условия для тупых или с закругленной вершиной выступов, а игла — для очень острых или точечных выступов [2]. Следы трения на поверхности резины, оставляемые тупыми выступами, ясно показывают, что при действии больших нормальных сил образзтотся дискретные ячейки раздира на пути трения. Периодический характер разрушения поверхности указывает на существование скачкообразного механизма при трении. Резина присоединяется к полусфере в определенных точках. [c.227]

Допустим, что для резин существуют некоторые критические значения сдвиговых напрян ений Ткрит- В поверхностном слое будут возникать раздиры и трещины, если действительные сдвиговые напряжения т превысят х рит- Для случая т < т, р т будет преобладать усталостный механизм износа, а при т > Ткр т — износ посредством скатывания (на гладких поверхностях) или абразивный износ (на грубых поверхностях с острыми выступами). Сдвиговое напряжение может быть выражено так х = fp и, следовательно, [c.241]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология