Деформация и долговечность резин

Рис. 151. Зависимость долговечности резин из разных каучуков в сухом и влажном воздухе от концентрации озона при многократных деформациях /-СКС-ЗО 2-СКБ 3-СКИ.

Из уравнений (4) — (7) также следует, что Б = = СЕ 1у. в этом уравнении С не зависит от частоты, динамический модуль Е зависит слабо, тогда как постоянная В обратно пропорциональна частоте. Следовательно, с повышением частоты деформаций долговечность резин должна понижаться. Практически же в ограниченном диапазоне частот число циклов до разрушения не зависит от частоты деформации. С увеличением динамического модуля Е должна возрастать постоянная В и соответственно динамическая долговечность. Такая зависимость была экспериментально установлена для ненаполненных резин с увеличением равновесного модуля до 0,6—0,8 МПа (6—8 кгс/см ). [c.45]

Монография посвящена вопросам прочности высокоэластических материалов и отражает современное состояние этой проблемы. В книге даются представления о прочности, долговечности и механизме разрушения твердых тел и полимеров. Рассмотрены вопросы прочности высокоэластических материалов, влиянне режимов деформации, состава и структуры резин на прочность и долговечность. В последних пяти главах рассматриваются вопросы растрескивания и долговечности резин в условиях действия химических агентов. [c.2]

Рис. 183. Зависимость долговечности от деформации для резин из СКН-Ю с различными количествами белой сажи (в г на 100 г каучука)

Понятие долговечности резин при статической деформации. [c.117]

Рис. 186. Зависимость долговечности от деформации для резин из наирита под действием озона при разных температурах.

Рис. У.16. Зависимость долговечности резины из НК от деформации при разном количестве трещин

При действии агрессивной среды (деструкция, набухание) на резину, находящуюся под постоянной растягивающей нагрузкой, время до ее разрушения определяется скоростью диффузии среды и нагрузкой и может быть рассчитано из формулы, связывающей время до разрыва резины и напряжения х=Ва , и закона суммирования повреждений Бейли в предположении, что напряжением в слое резины, в который проникла жидкость из-за уменьшения модуля упругости, практически можно пренебречь. Такой способ расчета можно использовать, например, для резины из бутилкаучука в азотной и уксусной кислоте. При локальном разрушении (образование трещин), как, например, при контакте резины из СКФ с азотной кислотой, разрыв происходит быстрее, чем следует по расчету, из-за наличия концентраторов напряжения. Ряд особенностей разрушения резин при растяжении связан с изменением их структуры, основным из которых является ориентационное упрочнение. Молекулярная ориентация при растяжении сопровождается разрушением слабых структур (размягчение) и приводит к появлению так называемой критической деформации екр, т. е. в результате увеличения деформации растяжение резины приводит к уменьшению ее долговечности только до определенной критической деформации, выше которой долговечность увеличивается (до определенной степени деформации). При действии жидких сред вследствие набухания резины, более равномерного распределения напряжений, ослабляющих роль ориентационного упрочнения в вершинах трещин, область критической деформации сдвигается в сторону больших деформаций по сравнению с действием той же газообразной среды (табл. 4.10). [c.124]

Рис. 188. Зависимость "долговечности резины из СКС-30-1 при деформации 4U% от концентрации паров НС1 прн разных температурах.

Испытание в среде озона — эффективный метод исследования долговечности резин при малых деформациях (десятки процентов), характерных для условий эксплуатации большинства резиновых изделий. Результаты испытаний при повышенных концентрациях озона позволяют также прогнозировать долговечность резин, нестойких к действию озона, поскольку в этом случае долговечность определяется сопротивляемостью резин озонному старению. [c.205]

Для резин в некоторых случаях, когда нагружение полимеров сопровождается эластической или вынужденно-эластической деформацией, долговечность, но данным Резниковского описывается более сложным уравнением [c.150]

Рис. У.18. Зависимость долговечности Та от величины деформации в резин из НК с различным содержанием канальной сажи в г на 100 г каучука (концентрация озона 0,0036%)

Влияние напряжения на порог концентрации. Как было ранее показано, влияние напряжения (деформации) на долговечность резин в агрессивной среде описывается экстремальной кривой. В области малых деформаций и деформаций, близких к разрывным, Тд уменьшается с ростом о (т. е. наблюдается нормальная зависимость Тд от а, характерная для твердых тел), а в промежуточной области увеличивается. В соответствии с этим можно было ожидать и различного влияния напряжения на порог концентрации. [c.145]

О влиянии амплитуды деформации е на долговечность резин т в воздухе известно следующее [c.168]

Превалирование упрочняющего влияния деформации приводит к увеличению долговечности резин с ростом амплитуды динами- [c.170]

Влияние давления на прочность и долговечность резин при больших деформациях, т. е. в сильно ориентированном или закристаллизованном состоянии, должно быть меньше, так как ориентация подобно высокому давлению приводит к уменьшению подвижности молекул полимера. При этом замедляется процесс разрастания дефектов как по чисто механическим причинам, так и вследствие влияния давления на скорость химических реакций, сопровождающих процесс разрушения, особен- [c.233]

В предлагаемой научной монографии рассмотрено локальное разрушение резин, наблюдаемое при сравнительно небольших деформациях, характерных для условий эксплуатации подавляющего большинства резиновых изделий. Впервые подчеркивается сходство закономерностей различных процессов, ведущих к разрушению. Приведена математическая модель, описывающая сложную зависимость долговечности резин от напряжения с учетом развития ориентации и упрочнения при деформации. Рассмотрены возможности создания ориентированных структур, способствующих упрочнению резин при малых деформациях. [c.2]

Критическая деформация. При рассмотрении влияния различных факторов на долговечность резин в озоне был обнаружен немонотонный ход ее изменения с ростом деформации (или напряжения). Наличие деформации, при которой долговечность резины в озоне является наименьшей, т. е. критической деформации, экспериментально широко подтверждено. [c.146]

В области бк с ростом деформации имеет место-симбатность в изменении долговечности резин в озоне, их твердости, непосредственно отражающей превалирование либо размягчения, либо молекулярной ориентации и сопротивления разрезанию (см. гл. 3, рис. 3.13). [c.149]

Немонотонный характер зависимости N—Ест качественно подобен кривой зависимости статической долговечности резин от приложенной деформации (см. гл. 2). Объяснение наблюдаемой зависимости усталостной выносливости может быть основано на представлении об аддитивности действия статической и динамической составляющих цикла нагружения. При подобной интерпретации скорость разрушения представляется суммой скоростей разрушения при независимом действии каждой составляющей статической — Уст и динамической [c.203]

Некоторые особенности прочностного поведения эластомеров, связанные с перестройкой их структуры вследствие ориентации и размягчения, сопровождающих деформирование резин, могут быть описаны математически, исходя из определенной модели. Наибольший интерес при этом представляют наблюдаемые экспериментально явления экстремальной зависимости долговечности резин от напряжения при растяжении в области малых деформаций и разупрочняющее действие активных наполнителей в этой же области. [c.275]

Процесс набухания может вызывать необратимые изменения механических свойств эластомеров за счет ослабления межмолекулярных связей. При малой степени набухания преобладает положительное влияние гибкости цепей, способствующее ориентации, и прочность повышается. Если же эффект повышения гибкости цепей незначителен, то превалирует понижение прочности. Долговечность ненапряженных резин уменьшается тем значительнее, чем больше они набухают. При набухании резин в водных средах в напряженном состоянии (НК, ХП) оказалось, что, наоборот, долговечность их при набухании возрастает. Это явление объясняется облегчением накопления остаточной деформации при увеличении степени набухания, что приводит к уменьшению действующего напряжения [c.117]

Рис. 1.11. Зависимости между максимальным напряжением в цикле и долговечностью резины на основе каучука СКС-30 при различных режимах деформации растяжения

ДОЛГОВЕЧНОСТЬ РЕЗИН В УСЛОВИЯХ СТАТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ [c.39]

Из уравнения (8) видно, что с повышением температуры образца и напряжения динамическая долговечность понижается. Вследствие того что энергия активации разрушения при циклических деформациях меньше, чем при статической деформации, динамическая долговечность при одинаковых температуре и напряжении ниже статической долговечности резины. [c.46]

Продолжительность эксплуатации (долговечность) резиновых изделий зависит от условий хранения и эксплуатации, от вида изделия, его назначения и составляет от нескольких месяцев до нескольких лет. Качество изделий можно оценить, испытывая их в естественных условиях в течение продолжительного времени. Поэтому используются лабораторные ускоренные методы оценки долговечности резин в различных агрессивных средах, основанные на проведении испытаний в более жестких условиях (повышенная температура, большие деформации и нагрузка, высокие концентрации агрессивного агента, а иногда и совместное воздействие всех этих факторов). [c.188]

В результате П. п. уменьшаются времена релаксации полимеров, возрастает их способность к большим высокоэластичным и вынужденно высокоэластичны.м деформациям (см. Стеклообразное состояние), существенно снижаются упругие гистерезисные потери и выделение тепла при многократных деформациях резин, а также т-ры хрупкости стеклообразных полимеров. Модуль упругости, прочность и долговечность полимера непрерывно снижаются с увеличением концентрации пластификатора. В ряде случаев при введении совместимых с полимером низкомол. в-в модуль упругости [c.563]

Поведение резин при многократных деформациях характеризуется их динамической выносливостью. Выносливост ь— работоспособность резины до момента ее разгружения, выраженная числом циклов прилагаемых деформаций. Используется и понятие динамическая долговечность резин — время, проходящее до их разрушения при эксплуатации в условиях многократных деформаций. [c.137]

Кроме того, характер завнсимостп долговечности от напряжения при многократных деформациях совпадает с временной зависимостью прочности при статических нагрузках. Поэтому следует ожидать, что формула (VHL 4) является общей для всех режимов, причем В В, а константа Ь одинакова для всех режи,мов (одинаковый наклон пря.мых на рис. 124). Кроме того, эти общие свойства долговечности резины не зависят от формы цикла нагружения и справедливы, к частности, для сину-со дальных циклов растяжения. [c.213]

Рис. 184. Зависимость долговечности от величины деформации лля резин из наирита с различными ко-личестнами канальной сажи (в г иа 100 г каучука) /—без наполиителя 2—30 г -ажи Л—бг> г сажи 4—Ж г сажи.

Как следует из большинства работ, воски с хорошими защит-ными свойетзами должны быть микрокристаллическими, чтобы создавать плотную пленку на поверхности, и температурный интервал их размягчения должен согласовываться с предполагаемой температурой эксплуатации резиновых изделий. Исследование объективными методами (по кинетике спада усилия в растянутом образце и по к( нетике изменения числа трещин) влияния восков на долговечность резин показало , что при больших деформациях [c.369]

В самом деле, в статических условиях, когда при одновременном действии напряжения и агрессивной среды происходит локальное разрушение и в вершинах трепщн деформация (и, следовательно, упрочнение) значительно больше ее среднего значения, ориентационное упрочнение приводит к экстремальной зависимости долговечности резин от деформации. При износе в пульпе эти условия отсутствуют и процесс поверхностного разрушения сходен с первой стадией коррозионного растрескивания, с индукционным периодом, для которого в области малых деформаций также наблюдается монотонная зависимость времени до появления трещин от деформации. [c.183]

В ряде работ качественно показан подобный характер влияния максимального приложенного напряжения на прочность при разрыве и долговечность резин при статическом и циклическом нагружениях в области относительно больших деформаций [5], температуры [3 5 14 15, с. 119—126] межмолекулярного взаимодействия [14, 16, 17]. Разрушение резин, т. е. нарушение сплошности образца вплоть до разделения его на части в различных режимах циклического и статического нагружения, происходит по двустадийному механизму высокоэластического разрыва [5, 14, 18—25], причем вид поверхности разрушения, характерный для каждой из стадий, совпадает. Более того, при изучении спектров ЭПР выявлено, что элементарные акты разрыва химических связей в вулканизатах при циклическом и статическом нагружениях идентичны [26, 27]. Тем не менее изменение режима нагружения, переход от статического нагружения к циклическому приводит к заметным различиям кинетических закономерностей процесса деформирования и разрушения. В частности, возрастает скорость инициирования механо-химических процессов [15, с. 88—97 26—30]. [c.159]

Исследование Б. А. Догадкина и К. А. Печковской наполненных резин другими методами (электропроводность, диэлектрическая проницаемость и др.) показало, что активные наполнители распределяются в каучуке цепочечными структурами при непосредственном контакте частиц наполнителя [128, 129]. Инертные наполнители распределяются в виде отдельных первичных или вторичных частиц. Цепочечные структуры при этом являются матрицей, на которой укладываются ориентированные молекулы каучука, что и служит одной из причин эффекта его усиления. Цепочечные структуры наполнителя обладают тиксотропными свойствами и, следовательно, изменяются при деформации наполненных резин. Это значит, что такие структуры играют существенпую роль в гистерезисных явлениях, характерных для наполненных резин. В цитируемых работах было также установлено, что электрические заряды, возникающие при деформации резин, отрицательно влияют на долговечность резин при их многократных деформациях. [c.331]

В режиме а = onst работает прибор модели 2027 ДПР (рис. 5.4) для определения долговечности и ползучести резин в жидких агрессивных средах. Испытуемые образцы S устанавливают в захваты 2 и 4, навешивают на тягу 5 и вставляют в пазы держателя /. В испытательную камеру — стакан /5 заливают агрессивную сред> и термостат 14 соединяют с форкамерой О. Среда нагревается до заданной температуры. По истечении 5 мин кнопками "нагрузка" на пульте управления включают механизмы нагружения и прибор, регистрирующий зависимость деформация-время. [c.52]

Воздействие тепла и кислорода иа напряженные полимеры приводит к деструкции полимерных молекул, следствием которой являются химическая ползучесть, химическая релаксация и уменьшение долговечности. Имеются стандартные методы испытаний на определение ползучести растянутых образцов резины при старении (Р = onst), релаксации напряжения и остаточной деформации в сжатых образцах (е = onst). [c.130]

В заключение необходимо подчеркнуть, что прочность полимеров, как правило, в несколько раз ниже теоретической, что обусловлено наличием дефектов — концентраторов напряжений. Наличие дефектов приводит к тому, что определяемое значение прочности является среднестатистическим. Существует разброс значений прочности и проявляется влияние масштабного фактора на прочность. Теорией, качественно правильно объясняющей закономерности прочности твердых полимеров, является теория Гриффита, отклонения от которой тем больше, чем большая доля упругого напряжения в разрушаемом образце идет на потери, связанные с процессами деформации. Наряду с понятием прочности по Гриффиту существует понятие долговечности, т. е. времени, в течение которого образец разрушается под действием данного напряжения, меньшего чем Ор. Установлена прямая пропорциональность между 1дтр и а для твердых полимеров, малодеформируемых в момент разрушения, и прямая пропорциональность между ]gтp и lga для эластичных полимеров (резин). Аналогичным образом прн динамическом режиме нагружения циклическими нагрузками существует прямая пропорциональность между gNp и ао для твердых полиме- [c.212]

Получают К. к. эмульсионной сополимеризащ1ей мономеров (в кислой среде). Способны вулканизоваться оксидами двухвалентных металлов (ZnO, MgO или др.). В возникающей при этом гетерог. вулканизац. сетке принимают участие и частицы оксида металла, на пов-стях к-рых образуются лабильные связи солевого типа с группами СООН полимера (энергия связи 4-8 кДж/моль). Это обусловливает высокий ориентац. эффект при деформации, способствующий высокой прочности ненаполненных вулканизатов (резин). Для предотвращения больших остаточных деформаций (разнашиваемости) вулканизацию осуществляют оксидами металлов в сочетании с серой и серосодержащими соед., иапр. с тиурамами. Резины характеризуются повышенными долговечностью, сопротивлением раздиру и росту трещин, прочностью связи с кордом и металлич. пов-стями, высокими тепло- и износостойкостью а 20 50 МПа, относит, удлинение 600-900%. Однако для К. к. характерна повыш. склонность к подвулканизации, что препятствует их широкому применению. Один из путей преодоления этого недостатка-замена карбоксильных групп на сложноэфирные, омыляемые при вулканизации. [c.320]

ПРОТИВОУТОМИТЕЛИ, хим. добавки к полимерньпи материалам, гл. обр. резинам, повышающие их усталостную вьшосливость (долговечность), т. е. число циклов деформации до разрушения, а также замедляющие изменение св-в при многократных переменных мех. воздействиях (т. наз. утомление). Утомление может вызывать изменение макроскопич. размеров образца (напр., под влиянием накопления остаточной деформации), физ. структуры (возможна кристаллизация, ориентация макромолекул), строения трехмерной сетки у сшитых полимеров, техн. св-в (напр., упругих, прочностных, диэлектрич.). [c.125]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология