Резины деформационные свойства

Наконец, если некристаллический полимер является сеточным (или пространственно-сшитым) эластомером, то он характеризуется термомеханической кривой типа 2. Узлы пространственной сетки препятствуют относительному перемещению полимерных цепей. Поэтому при высоких температурах вязкое течение не наступает и эластомер не замечает температуры Гф.т. Температурная область высокой эластичности расширяется, и ее верхней границей становится граница химического разложения полимера. Такими деформационными свойствами обладают и сеточные полимерные материалы типа резин, которые необычны по сочетанию ряда свойств. Они способны восстанавливать свою форму после разгрузки, как и упругие твердые тела, но по другим свойствам близки к жидкостям и газам. Так, низкомолекулярные жидкости и резины по структуре — некристаллические тела. Их коэффициенты теплового расширения и сжимаемости близки между собой, но намного больше (на один-два порядка), чем у низкомолекулярных твердых тел. Коэффициенты их объемного термического расширения равны 3,6-10- К для газов, (Зч-5) 10 К для металлов, а для жидкостей и резины они имеют промежуточные значения и практически совпадают между собой и близки к (ЗЧ-б) 10 К . Коэффициенты сжимаемости равны 10 МПа- для воздуха при давлении 0,1 МПа (1 атм), 10 Па для металлов, а для жидкостей и резин они близки и на два десятичных порядка отличаются от металлов (10 3 МПа- ). [c.33]

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]

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]

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]

Эластомеры (каучуки, резины, каучукоподобные полимеры) эксплуатируются в высокоэластическом состоянии, и температуры стеклования (Гс) или кристаллизации (Гкр) являются нижними границами их морозостойкости. Ниже этих температур исчезает эластичность и резко ухудшаются деформационные свойства. [c.157]

X. ДЕФОРМАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА РЕЗИН [c.236]

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]

Кроме перечисленных показателей существует целый ряд специфических характеристик резин истираемость, износостойкость, сопротивление раздиру, эластичность по отскоку и другие, имеющие большое значение в зависимости от назначения резин (например, в шинах). В табл. 1У.2 приведены пределы показателей прочности и деформационных свойств наполненных вулканизатов важнейших каучуков. [c.151]

Деформационные свойства губчатых резин определяют (ГОСТ 11139—65) гл. обр. при статич. [c.453]

Деформационные свойства резин оценивают также условными показателями неравновесного модуля, проводя статич. испытания при кратковременных воздействиях нагрузок в условиях растяжения (ГОСТ 210—53 и 412—53) и сжатия (ГОСТ 265—66). [c.447]

Энтропийная теория высокоэластичности и предсказываемые ею формы зависимости о(е) в равновесных условиях для различных видов напряженного состояния описывают деформационные свойства резин лишь в первом приближении, поскольку не учитывают изменение внутренней энергии макромолекулярных цепей при деформировании и возможность их совместного (кооперативного) деформирования. [c.138]

В резиновых технических изделиях (главным образом шинах) резино-кордная система наряду с деформациями растяжения испытывает и деформации сжатия. Несмотря на значительно большую величину модуля растяжения по сравнению с модулем сжатия нитей, резино-кордная и резинотканевая системы могут выдерживать значительные сжимающие нагрузки . Несущая способность системы определяется деформационными свойствами нитей в условиях сжатия. [c.10]

Изменение свойств резин при понижении температуры связано с замедлением в них релаксационных процессов. Деформационные свойства аморфных полимеров с изменением температуры описываются зависимостью, представленной на рис. 3.1, а, а прочностные —на рис. 3.1,6. Из этих рисунков видно, что, во-первых, в области стеклования резко уменьшается деформируемость. Во-вторых, температуры стеклования и хрупкости представляют собой не константы, присущие самому материалу, а его характеристики, зависящие от условий приложения механического усилия (в данном случае от скорости), от вида и величины деформации, т. е. это условные характеристики. Помимо деформационных и прочностных свойств резин, важной расчетной характеристикой является термический коэффициент линейного расширения, резко изменяющийся при температуре стеклования в отсутствие механических воздейст- [c.84]

При оценке морозостойкости по деформационным свойствам необходимо учитывать особенности поведения резин из кристаллизующихся каучуков. Это связано с тем, что процесс кристаллизации [12] резин из каучуков регулярного строения и связанное с ним сильное изменение механических свойств начинается при температурах на несколько десятков градусов выше температуры стеклования. [c.90]

В монографии изложены современные представления о строении и механических свойствах ненаполненных и наполненных эластомеров с использованием методов и подходов, характерных для новой области физики полимеров — релаксационной спектрометрии. Рассмотрена природа различных релаксационных переходов и их связь с деформационными свойствами. Особое внимание обращено на релаксационные процессы, протекающие в области температур, лежащих выше температуры стеклования (переходная область, области высокой эластичности и текучести). Подробно проанализирована структура эластомеров и показаны возможности релаксационной спектрометрии полимеров как метода, характеризующего молекулярную подвижность различных структурных элементов. Показано, что релаксационные переходы, связанные с надмолекулярной и коллоидной структурой эластомерных систем, наблюдаются преимущественно при длительной эксплуатации резиновых технических изделий. Последнее имеет большое практическое значение для прогнозирования и инженерной оценки эксплуатационных свойств резин. [c.2]

Если некристаллический эластомер является сшитым, то он характеризуется термомеханической кривой типа кривой 2. Узлы пространственной сетки препятствуют относительному перемещению молекулярных цепей. Поэтому при высоких температурах вязкое течение не наступает, и эластомер не замечает температуры текучести Тт, Температурная область высокой эластичности расширяется, и ее верхней границей становится граница химического разложения эластомера, которая определяется термическим разложением основной цепи или поперечных связей. Такими деформационными свойствами обладают резины. [c.15]

Рассмотрим влияние различных факторов на деформационные свойства эластомеров. Важную роль играет скорость механического воздействия. В связи с этим подробно изучено влияние скорости деформации на характер диаграмм растяжения и прочностные свойства резин. Как обычно, увеличение скорости растяжения приводит к возрастанию предела прочности, и это особенно заметно проявляется при температурах, близких к температуре стеклования. Что касается предельной деформации, то с увеличением скорости растяжения вулканизатов она изменяется сложным образом. Как и для твердых полимеров, предельная деформация может расти или убывать [c.202]

Проследим теперь, как влияет надмолекулярная структура каучуков на их деформационные свойства. При исследовании прочностных и деформационных свойств вулканизатов было замечено что наилучшими свойствами обладают вулканизаты, надмолекулярная структура которых более совершенна. Резина на основе натурального каучука в этом смысле является наилучшей она построена из отчетливо выраженных ленточных образований. Вулканизаты на основе полиизопренового и полибутадиенового каучуков обладают менее совершенной структурой и худшей деформативной способностью. [c.216]

Методы механич. испытаний резин условно разделяют на статические и динамические. К первым относят испытания, проводимые либо при постоянных нагрузках или деформациях, либо при относительно небольших скоростях нагружения. К динамич. испытаниям относят испытания при ударных или циклических (гармонических или импульсных) нагрузках. Как в статических, так и в динамич. испытаниях определяют либо взаимосвязь между напряжением и деформацией (деформационные свойства, наз. упругорелаксационными при статич. испытаниях, проводимых в неравновесных условиях нагружения, и упруго-гистерезисными — при динамич. испытаниях), либо характеристики сопротивления механич. разрушению (усталостно-прочностные свойства — прочность, долговечность, выносливость). [c.445]

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]

Учет деформационно-прочностных характеристик резин позволяет при проектировании резиновых деталей использовать законы геометрического и силового моделирования и широко применять теорию подобия. Это дает возможность упростить и ускорить проектирование деталей, подобных по форме, но имеющих различные, пропорционально измененные размеры. При этом может быть использована функция формоизменения Пейна [23] или другие функции, учитывающие зависимость деформационных свойств от фактора формы изделия. [c.20]

При расчете конструкций из резин необходимо иметь данные о влиянии температуры и времени работы материала под нагрузкой на его деформационные свойства. Предложены два типа датчиков для измерения деформаций растяжения, изгиба и кручения. [c.256]

Наиболее отчетливо высокая эластичность проявляется у сшитых каучуков (резин). У линейных аморфных полимеров при достаточно большом времени наблюдения на высокоэластическую деформацию накладывается вязкое течение. Деформационные свойства кристаллических полимеров зависят как от высокоэластических свойств аморфных микрообластей, так и от природы кристаллических микрообластей и степени кристалличности полимера в целом. [c.15]

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]

А. М. Гуткина и Г. М. Бартенева. Б. А. Догадкиным развита теория синтеза механических свойств каучуков и резин. Обширные исследования структурно-механических (деформационных) свойств растворов и гелей полимеров, пластичных дисперсных систем, адсорбционных слоев и пленок проведены А. А. Трапезниковым. Обстоятельно изучены структурно-механические свойства технических дисперсий Г. В. Куколевым. [c.10]

В стеклообразном состоянии (см. рис. 29) при малых напряжениях в полимере возникает только упругая деформация с модулем Юнга 200—600 кгс/мм (для стали модуль Юига равен 20 ООО кгс/мм--). При больших напряжениях деформационные свойства. аморфных полимеров сложнее В стеклообразном состоянии, в котором пластмас-сы находятся при обычных, а каучуки и резины при низких температурах, растяжение аморфного полимера (рис. 33) внешне пронсходит так же, как и кристаллического, Когда условное напряжение достигает так называемого предела вынужденной эластичности (точка А), в наиболее слабом месте образца образуется шейка , в которую постепенно переходит весь образец (участок А Б). Затем тонкий образец еиде несколько растягивается до разрыва (участок ББ). [c.69]

Маллинз, исходя из феноменологического описания процесса деформации, считает, что деформационные свойства наполненных вулканизатов могут быть описаны моделью, согласно которой резина состоит из двух фаз, причем основная деформация происходит в мягкой фазе, имеющей деформационные характеристики ненаполненного вулканизата. Деформация увеличивает долю вулканизата, находящегося в мягкой фазе, в результате деструкции относительно нерастяжимой твердой фазы. Такая простая модель позволяет объяснить не только размягчение наполненных резин при растяжении, но и резкий подъем кривой напряжение — деформация при растяжениях, близких к максимальным. Резкий подъем вызывается тем, что вулканизат в мягкой фазе подвергается высоким деформациям, близким к максимальным. Недостаток этой модели заключается в том, что предположение о жестких и мягких областях не связывается с реальными молекулярными параметрами полимера. [c.269]

Деформационные свойства. Упругость и в ы-с о к о э л а с т и ч н о с т ь (эластичность) — свойства тела восстанавливать свою форму и ра.змеры после прекращения действия внешних сил. В узком смысле иод упругими часто имеют в виду только мгновенно-упругие (точнее, происходящие со скоростью звука) деформации, к-рым отвечают модули упругости порядка 10 —10 Мн/м (10 —108 кгс/см ). Для запаздывающих механически обратимых деформаций, к-рым соответствуют существенно меньшие модули упругости (1—10 Мн/м — цля нанолненных резш, 0,1 —10 Мн/м — для типичных мягких резин, 10 — [c.116]

В связи с температурной зависимостью статических и динамических деформационных свойств высокополимеров очень интересна устойчивость этих веществ к действию низких и высоких температур. Следует учитывать, что термин устойчивость имеет широкое распространение. Он применяется по отношению к стойкости к старению, к действию тепла, химических агентов, масел, пониженных температур. При испытании, например на теплостойкость, образец выдерживается некоторое время при определенной температуре ) и затем определяются механические, физические, а также химические свойства при комнатной температуре. Изучаются, следовательно, не только важнейшие свойства при повышенных температурах, но и после тепловой обработки. Подобным же образом проводятся испытания на маслостойкость и стойкость к действию химических агентов. Большинство испытаний на морозостойкость проводится иначе. Определяется изменение состояния материала не после длительной выдержки образцов при -низких температурах, а непосредственно при низких температурах. Таким образом, когда в предыдущих работах приводились значения сопротивления разрыву или других деформационных свойств при повышенных температурах, это не обязательно характеризовало теплостойкость с точки зрения вышеописанных определений. Несмотря на это, подобного рода определения при повышенных температурах с точки зрения практического применения резины являЪтся необходимыми. [c.76]

Определение морозостойкости по деформационным свойствам важно для резин, предназначенных для изготовления амортизаторов, демпферов, ремней, гофрированных трубок и т. п. Определение прочностных свойств, в частности температуры хрупкости, — для резин, изделия из которых могут испытывать больщие ударные нагрузки при низких температурах (авто- и авиащины, тормозные рукава). И, наконец, определение температуры стеклования и термических коэффициентов теплового расщирения важно для герметизирующих деталей. [c.85]

Эти экспериментальные факты легли в основу общепринятой структурной модели резины. Так, согласно представлениям Маллинза и Тобина [64], деформационные свойства саженаполненных резин могут быть описаны моделью, в которой каучуковая часть резины состоит из двух составляющих мягкой и твердой . Мягкая составляющая по структуре идентична ненаполненному вулка-низату. Под твердой каучуковой составляющей наполненной резины следует понимать связанный, т. е. адсорбированный на частицах наполнителя слой каучука. Этот адсорбированный слой является более жестким, чем каучук в мягкой составляющей. Саже-каучуковая часть резины состоит из частиц наполнителя, образующих пространственную структуру, и твердой составляющей каучука, связанной с частицами наполнителя адсорбционными связями. [c.243]

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]

Результаты исследования деформационных свойств наполненных резин на основе СКМС-ЗОА (с техническим углеродом марки ДГ-100) при малых деформациях изложены в работах [79—81]. На рис. 8.21 приведены деформа- [c.264]

Двухпараметрические уравнения описывают деформационные свойства резин при значительно больших удлинениях. На рис. III.6 приведены экспериментальные данные для натурального каучука. Зависимость напряжения а от кратности вытяжки Я хорошо описывается всеми двухпараметрическими соотношениями при весьма значительных деформациях. Лишь при очень больших удлинениях теоретические кривые расходятся, причем наилучшим образом продолжают следовать экспериментальным данным кривые, построенные по уравнениям (111.19) и (111.20). Для описания деформации бутадиен-стирольного каучука в равной степени пригодны практически все упомянутые двухпараметрическйе уравнения (рис. III.7). [c.198]

Рассмотренные выше уравнения деформации каучукоподобных полимеров не исчерпывают всего многообразия формул, предложенных для описания деформационных свойств резин и других каучукоподобных тел. В поисках новых соотношений идут либо по пути уточнения статистической теории высокоэластичности, либо вводят новые эмпирические уравнения, хорошо описывающие экспериментальные данные. Можно достигнуть определенных успехов, вводя поправки для учета ряда эффектов, не учтенных в первоначальном варианте статистическойГтеории. [c.198]

Для резины, как и для всех полимерных материалов, харак-т узна зависимость механических, в первую очередь деформационных, свойств от температуры и временного режима нагружения. [c.157]