Гистерезис в каучуке

Обычный или стандартный каучук GR-S получается полимеризацией при 50°, а более новый, так называемый холодный сорт GR-S получается при 5°. Название холодный дано этому каучуку потому, что он получается при более низкой температуре. С новыми сортами печной сажи холодный каучук дает самую лучшую протекторную резину, какую только удавалось получать из какого бы то ни было сорта каучука. Производство холодного каучука составляет около 65% от общего количества каучука GR-S. GR-S имеет все свойства натурального каучука, но характеризуется более высоким показателем гистерезиса и потому не применяется для производства каркасов шин, для которых в ходе эксплуатации имеет место сильное нагревание, что ввиду плохой теплопроводности резины приводит к размягчению ее и прорыву камер. Так как 75— 80% всего каучука используется для производства покрышек, камер и других деталей автомобилей, то потребность в природном каучуке для этих целей высока п в настоящее время ежегодный импорт составляет около 400 ООО т. [c.211]

Синтетические пены с дешевыми неорганическими пигментами имеют по сравнению с резиновыми пенами на основе только натурального каучука следующие преимущества повышенная стойкость к старению, высокое сопротивление многократному изгибу, незначительная остаточная деформация после сжимающих нагрузок и хорошие эластичность и гистерезис. Хотя их механическая прочность несколько ниже, она все же вполне достаточна для применения, например, в качестве обивки сидения и амортизирующих устройств. По низкотемпературным показателям они также уступают пенам на основе натурального каучука, но все же дают удовлетворительные результаты практически при любых условиях эксплуатации и оказываются значительно лучше, чем эластомерные пены других вырабатываемых в настоящее время типов. Важными преимуществами чисто синтетических пен являются стабильность цен и большее постоянство технологических характеристик. [c.213]

От реологических (вязкоупругих или пластоэластических) свойств в значительной степени зависит технологичность, или перерабатываемость, каучуков и резиновых смесей. Их начальные (максимальные) вязкости определяют пиковые нагрузки на оборудование, а от эффективных значений вязкости зависят энергетические затраты на технологические процессы. Для каждого материала на данной стадии переработки существуют, по-видимому оптимальные значения эффективных вязкостей и их отношений к эластическому модулю (или коэффициентов гистерезиса) [63], обеспечивающие хорошие технологические свойства. [c.53]

ХБК вводят в состав протекторных смесей на основе бутадиен-стирольного каучука [47], на основе регулярных бутадиенового и изопренового каучуков [48]. Применение ХБК в протекторных смесях вызвано низким гистерезисом и резким повышением сцепных свойств шин. Так, при введении ХБК в смесь на основе бутадиен-стирольного каучука с увеличением содержания ХБК от 20 до 60 масс, ч. коэффициент максимального трения возрастает на 25%. [c.191]

Резина великолепно растягивается и сжимается в линейном направлении, но очень плохо или почти совсем не поддается объемному сжатию, что также является важной особенностью резины как конструкционного материала. Резина способна выдерживать без разрушения миллионы циклов многократных деформаций растяжения, сжатия, сдвига. Однако при этом часть механической энергии, расходуемой на деформацию резины, теряется на внутри- и межмолекулярное трение в каучуке и на трение между макромолекулами каучука и частицами наполнителей (стр. 499 сл.). Энергия, затрачиваемая на трение, преобразуется в тепло. Потери энергии на внутреннее трение называют гистерезисными потерями (явление механического гистерезиса). [c.477]

Скорость разрастания трещин в большей степени зависит от гистерезисных свойств резин. Гистерезис наполненных каучуков выше, чем ненаполненных. Причинами повышенного гистерезиса являются энергия, выделяющаяся при разрыве физических связей между частицами наполнителя и каучуком, и заторможенность движения полимерных цепей у поверхности частиЦ наполнителя. [c.267]

С повышением температуры образца каучук расширяется. Поэтому молекулярные взаимодействия значительно ослабляются (стр. 13). Это в свою очередь приводит к ослаблению трения между цепями во всех точках их соприкосновения, а следовательно, и к уменьшению потери энергии вследствие гистерезиса (стр. 421). Этот эффект аналогичен понижению вязкости жидкости, происходящему при повышении температуры (стр. 29). [c.408]

При более высоких температурах каучук расширяется, ме к-молекулярные притяжения понижаются, потеря энергии вследствие трения при скольжении становится меньше и отскок увеличивается. При 100° С потеря, обусловленная гистерезисом, оказывается небольшой. [c.420]

Фазовые превращения полимеров иногда осуществляются медленно (напр., кристаллизация натурального каучука), и тогда переход из одной фазы в другую приобретает релаксационный характер, ярко выраженный в явлении гистерезиса кристаллизации. Р. я. в полимерах обнаруживаются также в процессах образования студней, развивающихся достаточно длительно и продолжающихся даже после того, как исходный р-р теряет текучесть. К Р. я. относятся также процессы набухания и растворения полимеров. [c.164]

Резины на основе маслонаполненных каучуков имеют пониженные механические свойства и усталостную выносливость, повышенный гистерезис и сцепление с мокрой поверхностью по сравнению с этими же показателями резин на основе каучуков, не содержащих масла. В жестких условиях эксплуатации легковых шин, и особенно при повышенных температурах окружающей среды, протекторные резины на основе каучука, содержащего 37,5 вес. ч. масла, по износостойкости превосходили резины с протектором на основе каучука, не содержащего масла [210]. Однако в мягких и средних условиях эксплуатации легковых шин протекторные резины на основе маслонаполненного каучука по износостойкости на 5—10% уступают протекторным резинам из каучука без масла [209, 211, 212]. Снижение износостойкости грузовых шин [213] несколько больше. [c.78]

Согласно современным представлениям усиление эластомеров происходит в результате выравнивания напряжений в молекулярных цепях, вследствие десорбции и адсорбции сегментов молекул каучука на поверхности наполнителя и повьппения гистерезиса резин. [c.95]

Как отмечалось выше, сцепление с мокрой поверхностью улучшается при увеличении гистерезиса протекторной резины. Это может быть достигнуто путем повышения содержания сажи и масла в резине. При использовании масло- и сажемаслонаполненных каучуков. с высокой исходной вязкостью и при увеличении до определенных пределов общего наполнения смесей износостойкость резин сохраняется на высоком уровне. [c.121]

Под воздействием облучения можно осуществлять вулканизацию резиновых смесей. Ингредиенты резиновых смесей — активаторы, вулканизаторы, наполнители (кроме сажи), существенно не изменяют свойства каучуков, вулканизованных излучением. Когда же наполнителем является сажа, при облучении образуются связи между сажей и макромолекулами, в результате чего механич. свойства каучуков, особенно ирочность при разрыве, улучшаются. По сравнению с каучуками, вулканизованными серой, каучуки, подвергнутые радиационной вулканизации, характеризуются более низкими значениями гистерезиса и выносливостью к многократным деформациям, что значительно улучшает эксплуатационные свойства различных резиновых изделий, в том числе автопокрышек. Радиационные вулканизаты более устойчивы к старению, чем серные однако при эксплуатации при повышенных темп-рах они имеют меньшие прочность и удлинение при разрыве. [c.213]

Вязкоупругая природа адгезии и гистерезиса была рассмотрена в гл. 8 и 9, был также сделан вывод о том, что коэффициент трения почти во всех условиях имеет одну и ту же природу. Из уравнений (10.8) и (10.26) следует, что износ также обусловлен вязкоупругими свойствами. На рис. 10.9 представлена зависимость истираемости а от скорости скольжения для ненаполненных резин на основе различных каучуков [9]. Из представленных данных видно, что [c.237]

Натуральный каучук обладает малыми гистерезисными потерями. У синтетических каучуков гистерезис усиливают 1) нере-гулированное строение молекул каучука 2) наличие в молекулярной цепи тяжелых боковых полярных групп (хлоропреновый каучук, СКН) 3) наличие бензольного кольца (стирольный каучук) 4) увеличение молекулярной массы. [c.122]

Для всех видов каучука гистерезис усиливают 1) наполнение активными наполнителями и 2) увеличение степени вулканизации. [c.122]

На кривых затухания с повышением содержания сажи максимум не сдвигается, но снижается его абсолютная высота. Как уже известно из других исследований, с повышением содержания сажи при температурах выше 0° гистерезис увеличивается, а ниже этой температуры—понижается. Модуль сдвига с наполнением возрастает, но не линейно. Результаты исследований усиливающего действия различных наполнителей каучука показали, что именно эти методы особенно пригодны для детального изучения механизма усиления. Оба приведенных рисунка являются примером для объяснения результатов динамических исследований механизма усиления и зависимости -модуля от температуры при свободных торзионных колебаниях. [c.55]

Таким образом, установлено, что магнитные свойства магнитномягких резин зависят, в основном, от содержания в каучуке ферритового наполнителя, типа и размера частиц наполнителя, формы частиц и однородности распределения частиц в каучуке. Определяющим фактором для магнитных свойств магнитномягких резин является степень объемного наполнения ферритовым порошком. С увеличением содержания ферритового наполнителя возрастают магнитная проницаемость материала ц и остаточная индукция Вг. Известно, что намагниченность такого материала в каждый момент определяется соотношением силы магнитного поля, стремящейся повернуть домены в направлении поля и сил, препятствующих этому (внешним проявлением этих сил является гистерезис). [c.131]

Поскольку с увеличением степени вулканизации жесткость образца возрастает, весьма вероятно, что увеличивается и роль микротрещин и возникающих на них концентраций напряжений при разрыве. При кристаллизации в момент раздира сопротивление последнему возрастает . Поэтому для каучуков, кристаллизующихся при растяжении, можно ожидать, что сопротивление раздиру будет уменьшаться под действием тех же факторов, которые уменьшают склонность резины к кристаллизации, например при увеличении степени вулканизации. Это заключение, однако, справедливо лишь до некоторого момента вулканизации, за которым преобладающее влияние на сопротивление раздиру оказывают такие факторы, как модуль, гистерезис, предел прочности при растяжении и, особенно, относительное удлинение при разрыве. Достижению высокого сопротивления раздиру благоприятствуют высокий предел прочности при растяжении, низкий модуль и высокое относительное удлинение при разрыве. Желательны низкие температуры и короткие циклы вулканизации . Для получения резины с наибольшим сопротивлением раздиру рекомендуется использовать ускорители замедленного действия, обеспечивающие широкое плато вулканизации и низкий модуль резины однако н [c.108]

Рис. 5.6. Зависимость скорости роста дефекта ( с/сгЛ ) от характеристической энергии раздира (Я) для ненаполненных резин на основе различных каучуков [95]. Пунктирная прямая — теоретически рассчитанная для резины с нулевым гистерезисом.

В дальнейшем ряд исследователей обратил внимание на улучшение свойств низкопластичных каучуков в результате введения в них канифольных кислот на стадии латекса 12—41. По данным Хауленда и сотрудников [2], сажеканифоленапол-иенные каучуки применяются для изготовления протекторных и каркасных резин. Резины на основе этого каучука обладают большим сопротивлением разрыву, разрастанию трещин, малым теплообразованием, гистерезисом кручения, большим сроком службы в жестких условиях эксплуатации, обуславливающих сильный износ протектора. [c.204]

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]

Ниж. предел температурного диапазона высокоэластичности Р. обусловлен гл. обр. т-рой стеклования каучуков, а для кристаллизующихся каучуков зависит также от т-ры и скорости кристаллизации. Верх, температурный предел эксплуатации Р. связан с термич. стойкостью каучуков и поперечных хим. связей, образующихся при вулка1газащш. Ненаполненные Р. на основе некристаллизующихся каучуков имеют низкую прочность. Применение активных наполнителей (высокодисперсных саж, 8 02 и др.) позволяет на порядок повысить прочностные характеристики Р. и достичь уровня показателей Р. из кристаллизующихся каучуков. Твердость Р. определяется содержанием в ней наполнителей и пластификаторов, а также степенью вулканизации. Плотность Р. рассчитывают как средневзвешенное по объему значение плотностей отдельных компонентов. Аналогичным образом м.б. приближенно вычислены (при объемном наполнении менее 30%) теплофиз. характеристики Р. коэф. термич. расширения, уд. объемная теплоемкость, коэф. теплопроводности. Циклич. деформирование Р. сопровождается упругим гистерезисом, что обусловливает их хорошие амортизац. св-ва. Р. характеризуются также высокими фрикционными св-вами, износостойкостью, сопротивлением [c.225]

Натуральный каучук обладает малыми гистерезисными потерями. У синтетических каучуков гистерезис усиливают нерегу-лированное строение молекул каучука наличие в молекулярной цепи тяжелых боковых полярных групп (хлоропреновый каучук, СКН) наличие бензольного кольца (стирольный каучук) увеличение молекулярной массы. Для всех видов каучука гистерезис усиливают наполнение активными наполнителями и увеличение степени вулканизации. [c.131]

При низких температурах, в области высоких частот, когда, по данным Ферри и Крауса [92, 93], значительное влияние на потери оказывают свободные концы и захлесты цепей каучука, полисульфидные связи обеспечивают меньший гистерезис [109]. Считают, что соединение цепей подвижной серной связью должно оказывать меньшее вязкостное сопротивление и рассеивать меньше энергии. Преимущества по эл астичности вулканизатов с полисульфидными связями отмечены также в работе [106]. Однако приведенные Лыкиным [69] и Тарасовой [ПО] результаты по раздельному определению упруго-гистерезисных характеристик К я Е) показывают, что при равных значениях динамического модуля вулканизаты с полисульфидными связями имеют более высокое внутреннее трение. Отмеченное противоречие может быть объяснено различными деформационными условиями при определении эластичности по отскоку и динамических характеристик на маятниковом приборе. [c.104]

Размягчение, вызванное предшествующей деформацией, также тесно связано с рассеянием энергии или гистерезисом. Гистерезис в наполненных вулканизатах может быть вызван рядом причин, из которых, согласно Маллинзу [270], наиболее важны следующие 1) разрушение вторичных образований частиц наполнителя 2) перестройка молекулярной сетки без разрушения ее структуры 3) разрушение структуры сетки разрыв связей наполнитель — каучук или поперечных связей молекулярной сетки. Все эти процессы могут происходить одновременно. Однако разрушение структуры сетки, обусловленное разрывом связей между каучуком или наполнителем или разрушением поперечных связей, незначительно влияет на рассеяние энергии при малых и умеренных деформациях. В основе сеточных теорий усиления, рассмотренных Бики [536], лежит положение о том, что между цепями каучука и частицами усиливающего наполнителя существуют прочные связи и что неподвижные узлы сетки, образованные такими связями, оказывают влияние на механические свойства резины. Степень этого влияния зависит главным образом от числа связей и их прочности, а также от подвижности частиц наполнителя в среде каучука. Для [c.267]

Сырой каучук сильно отличается от большинства материалов по своему поведению при деформации. Если образец каучука поместить в состоянии натяжения в испытательный прибор, дающий возможность одновременно измерять величину приложенной силы и удлинение, то полученная на диаграмме кривая напряжение — деформация (рис. 1) будет вогнутой к оси напряжений, т. е. с возрастанием последних удлинение каучука становится все труднее осуществимым. Это находится в резком противоречии с поведением таких материалов, как сталь (ср. о рис. 2 на стр. 284, где данные представлены в логарифмической шкале). Далее, следует отметить, что удлинение при разрыве оказывается очень болыним, составляя от 800 до 1000% первоначальной длины. При ослаблении нагрузки получается кривая, лежащая ниже той, которая получается при постепенном увеличении нагрузки, т. е. здесь имеет место гистерезис, выражающийся в потере механической энергии в круговом процессе. Еще более значительно влияет на удлинение время. Так, если напряжение поддерживать постоянным нри нагрузке меньше , чем та, которая соответствует пределу прочности, то образец будет медленно удлиняться в течение неопределенного промежутка времени, и если нагрузка достаточно велика, то он в конце 1 опцов разорвется. Если удалить нагрузку раньше, [c.403]

Единственную возможность удлинения каучука в более или менее значительных пределах создает скольжение длинных молекул относительно друг друга. Но поскольку во всех точках соприкосновения молекулы связаны друг с другом ван-дер-ваальсовыми силами, то должно быть межмолекулярное трение, для преодоления которого необходимо приложить какую-то внешнюю силу. Вся работа, произведенная такими силами, рассеивается, преврашаясь в тепло, и поэтому она не может быть возвращена как механическая энергия. Эта затраченная работа составляет зффект гистерезиса, всегда наблюдаемого при деформации каучука. [c.408]

Интересно, что если к какому-либо образцу мягкого каучука приложить растягиваюп1ую силу — небольшую, сравнительно с максимальной для данного каучука (например, от 10 до 15% разрывной силы), то степень гистерезиса (стр. 403) оказывается совершенно нечувствительной к скорости, с которой прилагается сила, если только эта скорость приложения и снятия нагрузки не чрезмерна. Так, кусок чистого каучука из запаса на вальцах, 60 мин. находившийся под действием нагрузки в 20 кг(см , показал при ) истерезисе потерю 25% произведенной работы между тем в случае дубликатного образца, находившегося под действием нагруз-шт в течение только 1 мин., увеличение потери не выходило 1ГЗ продолов ошибки опыта и, во всяком случае, не превышало 10%. Таким образом, гистерезис не является следствием преобладания эффекта вязкого течения . Рассеяние энергии, очевидно, аналогично трению прп сколья ении и, вероятно, обязано сколь- ,1 ению цепеобразных молекул относительно друг друга. Следует отметить различие в механизме мея ду таким трением й вязким трением в текущей яшдкости (стр. 30). С другой стороны, если в описанном опыте начать ослаблять нагрузку и таким образом понижать натяжение (причем скорость прилон ения и снятия нагрузки одинакова), то в течение значительного промежутка времени после того как началось уменьшение нагрузки, ранее достигнутое удли- [c.421]

Наиболее сильный Г. м. наблюдается в тех случаях, когда время установления механич. равновесия х близко к периоду циклич. деформации. Ко1 да период цикла очень велик или очень мал по сравнению с т, Г. м. исчезает. Для высокоэластичных полимеров, при небольших частотах деформирования (до десятков или сотен ЦИК.710В в секунду), Г. м. максимален вблизи темп-ры стеклования и уменьшается как при понижении темн-ры (при стекловании), так и при ее повышении, С повышением частоты циклов область максимума Г. м. передвигается к более высоким темп-рам. Г. м. резин, имеющий важное практич. значепие, зависит от вида каучука, а также от введения пластификаторов, наполнителей, характера вулканизации и т. п. В шинах гистерезис приводит к превращению части работы в теплоту, к разогреву шин и уменьшению срока их службы. Г. м. в полимерах используется для конструирования демпфирующих устройств, поглощающих энергию колебаний и приводящих, т. о., к их гашению. [c.474]

Хлорвулканизаты могут содержать до 100% связанного с сеткой вулканизующего агента или его фрагментов. Присоединенные к каучуку группы хлорорганических соединений не только входят в поперечные связи, но и модифицируют молекулярные цепи с образованием подвесков, способных к адсорбционному взаимодействию с окислами металлов и другими ингредиентами [28, 30]. Наличием таких взаимодействий наряду с химическими поперечными связями и объясняют особенности механических свойств этих вул-канизатов (повышенный гистерезис, упругие и прочностные свойства). [c.114]

В связи с присущими СКЭПТ и БК недостатками — плохой овулканизацией с другими каучуками, низкой конфекционной клейкостью, повышенным гистерезисом (особенно у БК) — эти каучукв ле нашли промышленного применения для протекторных резин автомобильных шин. [c.92]

Каучук корал—синтетический чг с-1,4-гюлиизопрен—обладает малым гистерезисом и прочностью, равной прочности НК. [c.38]

Каучук корал равноценен НК по высокой прочности в невулканизованном состоянии, малому гистерезису и теплообразованию и высокой температуро-стойкости. Благодаря этим свойствам каучук корал является перспективным полимером для применения в каркасных смесях, предназначенных для тяжелых грузовых и автобусных шин. [c.51]

Однако гистерезисные п01ери, определяемые по гистерезис-ной петле, с увеличением времени вулканизации проходят через хорошо выраженный минимум . В резинах из натурального каучука резкий минимум наблюдается в оптимуме вулканизации, определенном по модулю. В резинах из бутадиен-стирольного каучука минимум, если он вообще обнаруживается, имеет место при таком времени вулканизации, которое по другим показателям соответствует сильной перевулканизации. [c.102]

Наблюдаемый эффект торможения связан с возрастанием механического гистерезиса вследствие кристаллизации или ориентации перед вершиной растущего дефекта [91, 97, 102, 106, 111]. Больший механический гистерезис наполненных резин на основе некристаллизующихся каучуков и резин на основе кристаллизующихся каучуков приводит к большей релаксации напряжения, увеличению диаметра вершины растущего дефекта, снижению скорости его роста. Однако если такая нагрузка прикладывается при циклическом нагружении, в каждом цикле которого образец частично или полностью ре-лаксирует, рост дефекта происходит и в резинах на основе каучуков обоих типов. При этом скорость роста надреза для ненаполненной резины на основе БСК примерно в 7 раз выше [107]. [c.173]