В каучуковата промишленост крайната якост на опън е основно механично свойство. Този експериментален параметър измерва крайната якост на вулканизирана каучукова смес. Дори ако каучуковото изделие никога не се изтегля близо до крайната си якост на опън, много потребители на каучукови продукти все още го смятат за важен показател за цялостното качество на сместа. Следователно якостта на опън е много обща спецификация и въпреки че крайната употреба на конкретен продукт няма много общо с нея, формулаторите често трябва да направят всичко възможно, за да я изпълнят.

1. Общи принципи

За да се получи най-висока якост на опън, обикновено трябва да се започне с еластомери, при които може да възникне предизвикана от деформация кристализация, например NR, CR, IR, HNBR.

2. Естествен каучук NR

Лепилата на базата на естествен каучук обикновено имат по-висока якост на опън от неопреновите лепила. От различните видове естествен каучук, димният филм №1 има най-висока якост на опън. Съобщава се, че поне в случай на съединения, пълни със сажди, димният филм №3 осигурява по-добра якост на опън от димния филм №1. За смеси от естествен каучук трябва да се избягват химически пластификатори (пластизол) като бифенил амидотиофенол или пентахлоротиофенол (PCTP), тъй като те намаляват якостта на опън на съединението.

3. Хлоропрен CR

Хлоропренът (CR) е предизвикан от напрежение кристален каучук, който дава висока якост на опън в отсъствието на пълнители. Всъщност якостта на опън понякога може да се увеличи чрез намаляване на количеството пълнител. По-високите молекулни тегла на CR дават по-високи якости на опън.

4. Нитрилен каучук NBR

NBR с високо съдържание на акрилонитрил (ACN) дава по-висока якост на опън. NBR с тясно разпределение на молекулното тегло дава по-висока якост на опън.

5. Влияние на молекулното тегло

Чрез оптимизиране, използването на NBR с висок вискозитет на менискуса и високо молекулно тегло дава по-висока якост на опън.

6. Карбоксилирани еластомери

Помислете за замяна на некарбоксилиран NBR с карбоксилиран XNBR и некарбоксилиран HNBR с карбоксилиран XHNBR, за да подобрите якостта на опън на съединението.

Карбоксилираният NBR с подходящо количество цинков оксид дава по-висока якост на опън от конвенционалния NBR.

7. EPDM

Използването на полукристален EPDM (с високо съдържание на етилен) дава по-висока якост на опън.

8. Реактивен EPDM

Замяната на немодифициран EPDM с 2% (масова част) модифициран EPDM с малеинов анхидрид в смеси с NR увеличава якостта на опън на съединенията NR/EPDM.

9. Гелове

Синтетичните гелове като SBR обикновено съдържат стабилизатори. Въпреки това, при смесване на SBR съединения при температури над 163°C, могат да се получат както свободни гелове (които могат да бъдат смесени), така и стегнати гелове (които не могат да бъдат смесени и са неразтворими в определени разтворители). И двата вида гел намаляват якостта на опън на съединението. Следователно температурата на смесване на SBR трябва да се третира внимателно.

10. Вулканизация

Важен начин за получаване на висока якост на опън е да се оптимизира плътността на омрежването, да се избегне недостатъчна сулфуризация, пост-вулканизация и да се избегне образуването на мехури на каучука по време на вулканизация поради недостатъчно налягане или използването на летливи компоненти.

11. Вулканизация при спад на налягането

За продуктите, вулканизирани в автоклави, образуването на мехури и произтичащото от това намаляване на якостта на опън може да се избегне чрез постепенно намаляване на налягането до края на вулканизацията, това е известно като „вулканизация с падане на налягането“.

12. Време и температура на вулканизация

По-дългите времена на вулканизация при по-ниски температури водят до образуването на мрежи от многосерни връзки, по-висока плътност на омрежване на сяра и следователно по-висока якост на опън.

13. Якостта на опън може да бъде подобрена чрез по-добри техники на смесване, за да се подобри дисперсията на усилващи пълнители като сажди, като същевременно се избягва смесването на примеси или големи недиспергирани компоненти.

14. Пълнители

За пълнители като сажди или силициев диоксид изборът на малък размер на частиците с голяма специфична повърхност може да бъде ефективен за подобряване на якостта на опън. Трябва да се избягват неподсилващи или запълващи пълнители като глина, калциев карбонат, талк, кварцов пясък и др.

15. Въглеродни сажди

За да се гарантира, че саждите са добре диспергирани, пълнежът им трябва да се увеличи до оптималното ниво, за да се подобри якостта на опън. Саждите с малък размер на частиците ще имат ниско оптимално количество за пълнене. Увеличаването на специфичната повърхност на саждите и подобряването на дисперсията на саждите чрез удължаване на цикъла на смесване може да подобри якостта на опън на каучука.

16. Бели сажди

Използването на утаен силициев диоксид с висока специфична повърхност може ефективно да подобри якостта на опън на съединението.

17. Пластификатори

Пластификаторите трябва да се избягват, ако се желае висока якост на опън.

18. Когато се вулканизират NBR съединения, конвенционалната вулканизация е по-трудна за равномерно диспергиране, следователно сярата, обработена с магнезиев карбонат, ще се диспергира по-добре в полярни съединения като NBR. Ако вулканизиращият агент не е добре диспергиран, якостта на опън може да бъде сериозно засегната.

19. Мрежа за омрежване, свързана със сяра

При конвенционалните системи за вулканизация мрежата за омрежване е доминирана от полисулфидни връзки; с EV омрежващата мрежа е доминирана от единични и двойни сулфидни връзки, като първите водят до по-висока якост на опън.

20. Йонни омрежващи мрежи

Йонните омрежени съединения имат по-висока якост на опън, тъй като омрежените точки могат да се плъзгат и следователно да се движат, без да бъдат разкъсани.

21. Напрегната кристализация

Комбинацията от естествен каучук и неопрен, съдържащ стресови кристали в лепилото, ще спомогне за увеличаване на якостта на опън.