Резины в условиях концентрации напряжений

У ряда резиновых изделий — покрышек всех видов, конвейерных лент, ремней, резиновой обуви и других — при эксплуатации происходит разрушение поверхностных слоев в результате трения, возникающего при скольжении резин по поверхности контртела (другого материала). Это приводит к их износу и выходу из строя. Повышение сопротивления резин истиранию — износостойкости — необходимое условие увеличения надежности и долговечности основного ассортимента изделий резиновой промышленности. Истирание резины — это процесс механического отрыва частиц под влиянием местных концентраций напряжений, возникающих на выступах истирающей поверхности при скольжении резины. Оно является следствием трения, возникающего при перемещении изделия относительно поверхности более твердого тела (абразива). [c.154]

Резиновые изделия находятся под воздействием среды. При эксплуатации в атмосферных условиях особенно опасно действие озона, концентрация которого в воздухе составляет 10 — (об.), а иногда и значительно больше (до 9.10 %). Растрескивание, которое наблюдается у напряженных резин, находящихся под воздействием озона, называется озонным растрескиванием. [c.42]

В числе резин на основе каучуков общего назначения резины на основе БСК, особенно маслонаполненного, характеризуются наиболее высоким коэффициентом трения. Однако вследствие худшей морозостойкости резины на основе БСК уступают резинам на основе НК по сцеплению на льду. Усталостная выносливость резин на основе БСК в условиях концентрации напряжений при невысоких температурах ниже, чем для резин на основе НК, но при [c.113]

ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ РАЗДИРА КАК ПОКАЗАТЕЛЬ ПРОЧНОСТНЫХ СВОЙСТВ РЕЗИН В УСЛОВИЯХ КОНЦЕНТРАЦИИ НАПРЯЖЕНИИ [c.244]

Поскольку существует различие явлений раздира и разрыва, испытание на раздир приобретает вполне самостоятельное значение. При раздире выявляется специфика прочностных свойств, не наблюдаемая или слабо выраженная при разрыве. Вследствие этого же следует различать прочностные свойства резин в условиях концентрации напряжений (при раздире) и в отсутствие концентрации напряжений (при разрыве). [c.246]

В общем случае определяемый показатель сопротивления раздиру зависит от совокупности условий испытания и механических, в первую очередь прочностных, свойств резины. Поэтому можно было бы ожидать, что между значениями показателя сопротивления раздиру разных резин и их пределом прочности при растяжении будет установлено определенное соответствие. В действительности, однако, многочисленные попытки установления такого рода соответствия не дали положительных результатов. Во многих работах имеются даже определенные указания на отсутствие такой связи, почему показатель сопротивления раздиру широко используется технологами как независимая и весьма важная характеристика чувствительности резины к концентрации напряжений. [c.115]

Из полученного соотношения следует, что если две резины обладают одинаковой усталостной выносливостью при данной амплитуде напряжения, то в условиях концентрации напряжений преимуществом будет обладать резина с меньшим коэффициентом усталостной выносливости. [c.333]

Иногда в резиновых деталях встречаются выточки или отверстия, уменьшающие, например, поперечное сечение пластины. Чем меньше радиус выточек, тем больше концентрация напряжений в таких местах, ведущая к значительному снижению прочности и ресурса работы детали. Исследование напряжения в местах концентрации последнего может быть произведено методом фотоупругости [14]. Поскольку прочность резины определяется рядом факторов и условий применения, установление допустимых напряжений или деформаций для резиновых деталей пока мало изучено. Графический метод расчета допускаемых условных напряжений в резиновых деталях, подвергаемых сжатию, используется в ограниченных пределах [15]. [c.15]

Статическая усталость резины. В зависимости от назначения резиновые детали подвергаются различным условиям длительного нагружения, что ведет к усталости материала. Способность материала сопротивляться усталости — выносливость — определяется временем. При длительном статическом нагружении постоянным грузом (даже значительно меньшим мгновенно разрушающего) образец резины все же разорвется. Эта статическая усталость проявляется как в массе исследуемого образца резины, так и в тонком слое, соединяющем, например, резину с металлической арматурой. Наиболее вероятной причиной разрушения при статической усталости, как уже указывалось, является наличие в материале беспорядочно размещенных относительно слабых мест и надрывов, вызывающих концентрацию напряжений или значительные местные отклонения в свойствах материалов. [c.34]

Усталость резины. В зависимости от особенностей назначения резиновые детали подвергаются различным условиям длительного нагружения. Длительное приложение нагрузки ведет к усталости материала. Способность материала сопротивляться усталости — выносливость — может быть определена длительностью в зависимости бт величины нагружения и величины деформации. Применение длительных статических нагрузок встречается при использовании резины в качестве уплотнительных прокладок в неподвижных узлах. Находящийся в длительном статическом нагружении постоянным грузом (даже значительно меньшим мгновенно разрушающего) образец резины все же разорвется. Разрыв наступит за время, тем более короткое, чем больше нагружен образец. Эта статическая усталость проявляется как в массе исследуемого образца резины, так и в тонком слое, соединяющем, например, резину с металлической арматурой. Ближайшей причиной разрушения при статической усталости, как уже указывалось, является наличие в материале беспорядочно размещенных относительно слабых мест и надрывов, вызывающих концентрацию напряжений или связанных с значительными Местными отклонениями в свойствах материала. [c.266]

Уменьшение концентрации озона С резко замедляет О. с., причем вплоть до его атмосферных концентраций сохраняется зависимость т = кС где кип — постоянные, а т может быть как Тц, так и Тр. В случае больших X (годы) применение этой зависимости осложняется изменением условий экспозиции резин (релаксация напряжения, миграция на поверхность резин антиозонантов и др.), оказывающих влияние на значения кип. [c.204]

Испытания полимеров при растяжении. Испытания резин проводятся в условиях действия постоянного растягивающего напряжения на приборе с фигурным рычагом типа улитка , позволяющем одновременно испытывать четыре образца Можно проводить испытания при разных напряжениях и одной концентрации агрессивной среды и при разных концентрациях и одном напряжении. В первом случае определяется относительная долговечность Д = = Тн/Тд или относительная ползучесть П = eje образца, во втором случае — порог концентрации Рс- [c.223]

Прогнозирование свойств резин при хранении и эксплуатации проводится по данным, полученным за короткое время, на начальной стадии процесса в условиях характерных для эксплуатации, либо по результатам форсированных испытаний. В первом случае для прогнозирования необходимо располагать аналитической зависимостью, описывающей соответствующий процесс (например, диффузию, набухание). Интенсификацию процессов при форсированных испытаниях можно осуществлять путем повышения температуры, значения действующего напряжения и концентрации среды, изменяя действующий фактор только в пределах одного механизма процесса. В связи с этим использование перечисленных факторов для ускорения процесса взаимодействия резины с жидкой средой имеет ряд ограничений. Повышение температуры и концентрации не следует использовать в тех случаях, когда среды являются бифункциональными (например, являются сильным окислителем и нитрую- [c.137]

В то же время концентрация окисленных слабых мест в резине под седлом РМК, определяемая по сумме кислородсодержащих продуктов, выделяющихся при термораспаде резины в процессе МТА, как при эксплуатации на воздухе, так и в условиях воздух — вакуум , экспоненциально снижается во времени (см. рис. 6.15). Этот результат качественно совпадает с данными работы [454], приведенными выше, и показывает, что в областях напряжений сжатия термоокислительные процессы в резине подавлены, старение резины сопровождается разрушением окисленных слабых мест. [c.223]

Количественные данные по действию озона. Если сопоставить данные многочисленных испытаний вулканизатов НК при разных напряжениях в интервале концентраций озона 1 10 — 10 % вес., то окажется, что произведение концентрации озона С на время до появления трещин т довольно постоянно, т. е. х-С—К, причем значение К находится в интервале от 0,5 до 4-10 . Это соответствует тому, что в атмосферных условиях при концентрации озона 4-10-8% образцы в течение 10—70 суток не должны были бы растрескиваться. На самом же деле трещины у таких резин появляются на второй-седьмой день. Отсюда можно сделать вывод, что в атмосферных условиях на образцы влияет какой-то дополнительный фактор, ускоряющий действие озона. [c.186]

Правильный выбор вида резины зависит от тщательного изучения химических веществ и растворителей, которые будут находиться с ней в контакте во время эксплуатации. Универсальной резины не существует. Правильный выбор резины для покрытий, которая будет обеспечивать оптимальную стойкость к химическому воздействию, бывает затруднен, поскольку на поведение резины, особенно в реальных условиях эксплуатации, влияет очень много факторов. К ним относятся характер химических веществ и растворителей, их концентрация, степень чистоты и характеристики взвешенных твердых частиц, степень и продолжительность контакта с резиновыми покрытиями, влияние химической абсорбции и набухания, влияние температуры, влияние на ингредиенты смеси и воздействие давления и механического напряжения. [c.362]

Если оптимум вулканизации считать по сопротивлению разрыву, го наилучшие показатели в оптимуме получаются по сопротивлению истиранию, модулю, сопротивлению старению для достижения оптимальных значений сопротивления раздиру, разрастанию надрезов, образованию трещин при многократном изгибе и других показателей прочностных свойств, определяемых в условиях концентрации напряжений, благоприятна область слабой недовулка-низации для прочности связи между разнородными резинами, динамических свойств, остаточных деформаций, устойчивости к набуханию, озоностойкости лучше область слабой перевулканизации. [c.231]

На вид и 11нтенсивность износа протекторной резины влияет ее твердость (рис. 10.13). При истирании по абразивной шкурке увеличение твердости резины приводит к повышению концентрации-напряжений па вершинах выступов. При этом создаются благоприятные условия Д.ПЯ проявления абразивного механизма износа и микрорезания. Интенсивность износа возрастает. С другой стороны, истирание мягкой резины по рифленой металлической поверхности с тупыми выступами осуществляется в условиях проявления механизма посредством скатывания. С повышением твердости резины (нри трении в этих условиях) вероятность образования скаток уменьшается и при твердости около 75 (по Шору) преимущественным видом износа является усталостный. [c.242]

Проявление хрупких свойств в сильной степени зависит от условий испытаний (или эксплоатации) температуры, скорости приложения нагрузки, наличия надрезов или других факторов, вызывающих местную концентрацию напряжений. Так, например, сильно охлажденная резина является хрупкой в то время как нагретый эбонит — пластичен. Поэтому хрупкость , по выражению Н. Н. Давиденкова, — должна рассматриваться как состояние тела, а отнюдь не как имманентное свойство материала . [c.390]

Почти любой тип разрушения или разрыва резины под действием силы можно с полным основанием назвать раздиром. Хотя разрушение при лабораторном испытании на разрыв обычно не считают раздиром, а корреляция между измеренными величинами предела прочности при растяжении и сопротивления раздиру необязательна, разрыв при растяжении является особым случаем раздира, ибо, несмотря на различия в условиях нагружения, основные механизмы разрушения во многом одинаковы. Раздир отличается от разрушения при испытаниях на разрыв тем, что связан с большими градиентами напряжений. Однако и при испытаниях на разрыв в образце всегда существуют локальные концентрации напряжений, несмотря иа предположение об однородном распределении приложенного усилия. Помимо неизбежных поверхностных дефектов и надрыЕОБ по краям образца, испытываемого на разрыв, в наполненных эластомерах вокруг частиц наполнителя и их агломератов возникают сложные внутренние локальные поля напряжений. Здесь же наблюдаются локальные отклонения в степени поперечного сшивания 1. Поэтому первая стадия разрушения при разрыве, бесспорно, сходна с разрушением при обычном раздире, но в меньшем масштабе. Что же касается процесса разрастания очагов разрушения при разрыве, то количественные измерения, полученные методом скоростной киносъемки, показывают картину, аналогичную самопроизвольному раздиру Тем же методом обнаружено, что в образцах наполненной резины на основе силоксанового каучука очаги разрушения одинаково часто возникают как внутри образца, так и на его краях, причем пределы прочности при растяжении в обоих случаях приблизительно одинаковы. [c.35]

Учитывая установленные закономерности по зависимости т от напряжения (а), концентрации озона (С) и температуры (Т), можно количественно рассчитать т ири следующих условиях резины не содержат озонозащитных веществ, их деформация MeHbm j чем е , что наиболее часто встречается в практике работы резиио-технических изделий, и рабочий температурный интервал 20—50 °С. В этом случае действительна следующая эмпирическая формула [c.358]

В серии-работисследовалась долговечность резин в условиях действия агрессивной среды. Влияние напряжения на долговечность в агрессивной среде описывается экстремально кривой, причем при очень малых и очень больших напряжениях долговечность уменьшается с ростом напряжения, а в промежуточной области — увеличивается. Агрессивная среда заметно влияет на долговечность при достаточно высоких концентрациях количественно это описывается зависимостью [c.151]

Изучена [52] эффективность различных классов соединений, таких, как высшие карбоновые кислоты (масляная, стеариновая и другие), диалкилдитиокарбаматы цинка (образуются в процессе вулканизации из тетраалкилтиурамдисульфидов), ароматические амины (фенил-р-нафтиламин, Л ,Л -динафтил-ге-фенилендиамин и другие), а также 6-этокси-2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолин. В качестве параметров, характеризующих антиозонирующее действие добавок, были выбраны скорость озонного растрескивания и значение критического напряжения вулканизатов. Было установлено, что с увеличением концентрации добавок скорость растрескивания уменьшается. В присутствии эффективных антиозонантов скорость растрескивания снижается в пять раз по сравнению со скоростью растрескивания нестабилизированного материала. Наибольший эффект достигается при концентрациях антиозонантов до 5%, дальнейшее увеличение концентрации лишь незначительно влияет на процесс. Повышение критического напряжения отмечалось лишь для Ж, У -диалкил-га-фенилендиаминов. Так, добавка в резины 2,5% Л Ж -диоктил-ге-фенилендиамина увеличивает критическое напряжение в условиях атмосферного старения с 6—8% для нестабилизированного материала до 200%. Считают 182], что причина такого явления — образование стабильного запщтного слоя, состоящего из антиозонанта и озонированного материала, который препятствует проникновению озона в полимер. Повышенная механическая прочность этого слоя приводит к увеличению критического напряжения. Существование защитного слоя подтверждается высокими значениями критического напряжения образцов, предвари- [c.122]

Помимо кислорода активно реагируют с полимерами такие компоненты воздуха, как озон, двуокись азота, двуокись серы, соединения хлора и фтора, аммиак, пары воды, сероводород, углеводороды. Последние выделяются с выхлопными газами автомобилей . Загрязненность воздуха активными примесями в последние годы сильно увеличивается, особенно в крупных городах и индустриальных центрах. Так, в Лос-Анжелосе ежедневно выбрасывается в атмосферу 13 730 т вредных веществ, из них 12 420 т автомобилями (в том числе 2 тыс. т углеводородов и 530 т окислов азота) Наличие выхлопных газов приводит в свою очередь к резкому (в 50—100 раз) увеличению в воздухе концентрации озона , который разрушает резину и текстиль серная кислота, образующаяся при окислении и взаимодействии с водой сернистого газа, разъедает лакокрасочные покрытия, вызывает ускоренное изнашивание текстильных материалов, порчу бумаги и кожи . Еще более агрессивна азотная кислота, образующаяся из двуокиси азота. С двуокисью азота и двуокисью серы, в особенности при наличии кислорода и ультрафиолетовых лучей взаимодействуют разветвленный полиэтилен, полипропилен, полистирол, полиметилметакрилат, полиакрилонит-рил найлон, поливинилхлорид, резины из полибутадиена, натурального каучука и бутилкаучука . Уменьшение долговечности хлопка и триацетатного волокна при малых напряжениях в воздухе по сравнению с вакуумом а также снижение сопротивляемости растрескиванию полиметилметакрилата в этих условиях , по-ви-димому, происходит под влиянием влаги воздуха. Следовательно, при эксплуатации изделий даже в обычной среде — воздухе (в том [c.7]

При разрушении материалов под действием одного механического напряжения с повышением температуры, очевидно, следует ожидать сдвига в сторону пластического разрыва. Это действительно наблюдалось на ряде пластмасс Однако в случае резины из СКС-30-1 при повышении температуры в условиях о = onst и постоянной концентрации соляной кислоты значение равнялось единице (табл. VI. 1, № 3). С этим согласуются практически одинаковые величины энергии активации процесса разрушения, рассчитанные по разрыву и скорости ползучести [c.150]

На рис. 5 приведены результаты испытаний при постоянной деформации (б = сопз1) в. широком диапазоне концентраций озона для резин из НК и СКС-ЗО, содержащих озонозащитные агенты. Аналогичные данные получены в режиме постоянного напряжения (а=сопз1) (рис. 6). В условиях же постоянной [c.233]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология