Резины гистерезис

Рис. 22. Петля гистерезиса резины

Усталостная характеристика износа резин, связанная с потерями на гистерезис, была впервые введена Крагельским [13.5], что особенно важно при трении резин по шероховатым поверхностям. Кроме износа, связанного с механическими свойствами поверхностей полимера и металла, им был рассмотрен износ, приводящий к механохимической деструкции контактирующих поверхностей. [c.380]

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]

Показатели эластичности резин характеризуют ее способность возвращать часть энергии, сообщенной извне при толчках, ударах и других кратковременных воздействиях. Потери ее связаны с присущим резине гистерезисом, т. е. неполной отдачей энергии. [c.135]

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]

При увеличении деформации значения статического и динамического модуля упругости несколько снижаются, что объясняется мягкой силовой характеристикой резины при сдвиге. Аналогичное влияние оказывает и нагрев резины в процессе деформации. С повышением температуры нагрева динамический модуль упругости уменьшается, т. е. резина становится более мягкой . Наиболее объективной оценкой величины внутренних сопротивлений является непосредственное определение экспериментальным путем количества энергии, рассеиваемой в течение каждого цикла деформации. Величина этой энергии может быть найдена пут ем регистрации действительной петли гистерезиса. [c.135]

Эластичность — способность резин возвращать часть энергии, сообщенной при ударах, толчках и других кратковременных воздействиях. Потери энергии при этом связаны с характерным для резин явлением гистерезиса. [c.130]

Механическая энергия, затраченная на деформацию, частично возвращается при разгрузке образца благодаря обратимости деформации. Потеря возвращенной упругой энергии, по сравнению с затраченной механической, объясняется необратимым рассеянием ее в виде тепловой энергии вследствие процессов внутреннего трения в материале — гистерезисом. При повторных деформациях потери энергии уменьшаются и устанавливаются практически постоянными, поскольку структурные изменения, происходящие в резине при однозначных повторяющихся деформациях, стабилизируются. [c.131]

Определяя гистерезис, можно сравнивать эксплуатационные характеристики резины, а также проводить контроль качества резины. [c.131]

При динамическом нагружении на процесс утомления резин существенное влияние оказывает выделение теплоты вследствие гистерезиса. Это влияние приобретает наибольшее значение при эксплуатации массивных изделий. [c.136]

Наполнитель значительно увеличивает вязкость эластомеров и придает им тиксотропные свойства. Если образец наполненной резины растянуть несколько раз, он значительно смягчается Гистерезис напряжения при повторных деформациях связан со сложной [c.31]

Протекторная резиновая смесь на 100 частей такого сополимера должна содержать 50-300 (лучше 80) частей ароматического масла и 50-250 (лучше 100) частей высокоструктурного технического углерода с удельной поверхностью более 80 м /г. Протектор из такой резины характеризуется высоким гистерезисом, низкими показателями модуля и твердости, улучшенными сцепными свойствами. [c.96]

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]

Площадь петли ОМа пропорциональна величине гистерезис-ных потерь А —А . Эластичность (упругость) резины обычно принято характеризовать по ГОСТ 208—53 н 252—53 отношением [c.97]

Гистерезис часто наблюдается при эксплуатации изделий из резины и других высокоэластических материалов, особенно при пониженной температуре, когда энергия теплового движения макромолекул мала и, следовательно, время релаксации велико. Площадь, ограниченная петлей гистерезиса, представляет собой затрату энергии. [c.28]

Ниже приведены данные, показывающие влияние эластичности по отскоку (величина, обратно пропорциональная относительному гистерезису) на интенсивность истирания резин СКС-ЗОА и СКВ потоком абразивных частиц. Эластичность резин по отскоку определяли по ГОСТ 6950—73. Изменение эластичности резин достигалось путем варьирования содержания сажи ДГ-100. [c.29]

К резинам, предназначенным для изделий, эксплуатирующихся в условиях газо- и гидроабразивного износа, предъявляется требование минимального гистерезиса (см. гл. 2). Оптимальное значение гистерезиса протекторных резин автомобильных шин еще окончательно не определено. С одной стороны, с увеличением гистерезиса повышаются прочностные свойства резин и их износостойкость, особенно в условиях абразивного износа. С другой стороны, увеличение гистерезиса снижает усталостную выносливость, вызывает повышение температуры как в изделии, так и в зоне контакта, что приводит к уменьшению износостойкости резин. Следует также учитывать, что с увеличением гистерезиса возрастает коэффициент трения резин. Это также может вызвать понижение износостойкости. [c.72]

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]

С увеличением структурности сажи повышается напряжение при 300%-ном удлинении, твердость (см. рис. 5.17) и гистерезис вулканизатов. Сопротивление разрыву резин возрастает, достигая максимума, но при дальнейшем повышении структурности оно несколько снижается. Повышение прочностных свойств резин, вызван- [c.96]

Резины, содержащие виниловые смолы, обладают повышенной твердостью, сопротивлением разрыву и. малым гистерезисом (215, с. 416], однако шины, изготовленные с протектором из таких резин, имели пониженное сопротивление истиранию по сравнению с истиранием контрольных шин с протектором, резина которого содержала сажу HAF. [c.105]

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]

Резины — это сшитые полимеры с гибкими цепями, имеющие температуру стеклования ниже 273 С. Поперечные химические связи (узлы сетки) не позволяют цепям при деформации скользить относительно друг друга. Поэтому необратимые (вязкие) деформации у резины практически не возникают. При деформации такой полимерной сетки возникают высокоупругие напряжения, которые обычно называют высокоэластическими. Кроме того, возникают и напряжения, вызываемые силами внутреннего трения. В связи с этим прн деформациях на диаграмме растяжение — сокращение возникает петля гистерезиса. Однако, если деформацию проводить медленно, то петля гистерезиса уменьшается, и при очень медленных процессах деформации (в пределе при равновесной деформации) она практически исчезает, и резина ведет себя как упругое тело. Именно для этого режима деформации применимы соотношения термодинамики. [c.141]

Эластичные магниты получают путем введения ферритных порошков (например, феррита бария) в резиновую смесь. Количество введенных ферритных порошков определяет магнитные параметры ферроэласта. Как правило, содержание феррита в ферроэласте очень высоко (85—92%). У ферромагнитных материалов после выключения магнитного поля остается остаточная намагниченность — магнитный гистерезис, характеризующийся остаточной индукцией. Остаточная индукция характеризует магнитные свойства резины. [c.339]

Реальный процесс деформации резины всегда протекает с конечной скоростью и потому герлюдинамическн необратим. В результате внутреннего трения в каждом цикле деформации некоторая часть работы переходит в тепло (явление гистерезиса). Работа внешней силы может быть представлена в виде суммы двух состав-ляюь лих работы, идуилен на преодоление упругих сил, и работы, идущей на преодоление сил внутреннего трения. Первая не сопровождается механическими потерями и не приводит к теплообразованию. Вторая полностью переходит в тепло. Прн многократных деформациях резины теплообразование за счет гистерезиса приводит к значительному разогреву материала. Чем больше тепла выделяется в единицу времени и чем меньшее его количество поступает в окружающую среду путем теплопроводности и излучения, тем больше разогрев резины. Повышение температуры при многократных деформациях резко снижает усталостную прочность. [c.216]

Маллинс [58] первым обратил внимание на связь гистерезисных и прочностных свойств резин. Затем Грош, Харвуд и Пейн [59] подтвердили, что для ненаполненных резин существует простая зависимость между энергией, затрачиваемой на разрыв материала Ыв, и гистерезисом при разрыве Нв. Наконец, совсем недавно Харвуд, Пейн и Виттакер [60], используя фактор увеличения деформации (X), получили более общий вид этой зависимости [c.142]

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]

Рассматривая проблему усиливающего действия наполнителей в резинах в целом, Маллинз [270] отмечает, что усиление является результатом следующих наиболее важных изменений в резине повышении жесткости, размягчения вследствие предварительной деформации, увеличения прочности. Повышение прочности достигается в результате увеличения механического гистерезиса и притупления вершин разрастающихся трещин, а также повышения энергии, рассеиваемой в объеме резины, по линии разрыва. Механический гистерезис резин увеличивается также вследствие разрушения агломератов частиц наполнителя, необратимого перемещения частиц наполнителя и нх агломератов, изменяющего конфигурацию полимерной сетки. Развитие этих процессов в большой степени зависит от скорости деформации и температуры. О влиянии на способность усиливать резину таких факторов, как размер, форма и химическая природа частиц наполнителя, степень их диспер-гирования, склонность к агломерации и образованию структур в каучуковой среде, природа поверхности наполнителя, можно судить по их воздействию на жесткость, гистерезис и размягчение резин после предварительной деформации. [c.272]

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]

Кусов и Воронович [365] отмечают некоторые особенности гистерезиса резины. Они получали кривые растяжения и сокращения различных резин и определяли величину гистере-зисной петли. При больших деформациях после повторного [c.634]

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]

Зависимость между фрикционными и упругогистерезисными свойствами резин была установлена в работах [19, 21, 661. Для описания зависимости этих свойств от скорости и температуры применим принцип температурно-временной суперпозиции Вильямса — Лан-дела — Ферри [92, 1091. Используя этот принцип, можно определить косвенную зависимость между износостойкостью и гистерезисом через коэффициент (силу) трения. Коэффициент трения может по-разному влиять на износостойкость в зависимости от режима истирания (см. гл. 5). Если изделие эксплуатируется при 100%-ном скольжении, то увеличение коэффициента трения приводит к повышению работы трения, а следовательно, к увеличению интенсивности истирания. [c.29]

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]