V gumárenském průmyslu je konečná pevnost v tahu základní mechanickou vlastností. Tento experimentální parametr měří konečnou pevnost vulkanizované pryžové směsi. I když pryžový výrobek není nikdy přitažen ke své konečné pevnosti v tahu, mnoho uživatelů pryžových výrobků to stále považuje za důležitý ukazatel celkové kvality směsi. Pevnost v tahu je tedy velmi obecná specifikace, a přestože s ní konečné použití konkrétního produktu nemá mnoho společného, ​​formulátoři jí často musí vyjít vstříc.

1. Obecné zásady

Pro dosažení nejvyšší pevnosti v tahu by se mělo obvykle začít s elastomery, kde může dojít ke krystalizaci vyvolané napětím, např. NR, CR, IR, HNBR.

2. Přírodní kaučuk NR

Lepidla na bázi přírodního kaučuku mají obvykle vyšší pevnost v tahu než neoprenová lepidla. Z různých druhů přírodního kaučuku má kouřový film č. 1 nejvyšší pevnost v tahu. Bylo publikováno, že alespoň v případě sazí plněných sloučenin má film č. 3 lepší pevnost v tahu než film č. 1. U směsí přírodního kaučuku je třeba se vyhnout chemickým změkčovadlům (plastisol), jako je bifenylamidothiofenol nebo pentachlorthiofenol (PCTP), protože snižují pevnost směsi v tahu.

3. Chloropren CR

Chloropren (CR) je namáháním indukovaná krystalická pryž, která poskytuje vysokou pevnost v tahu v nepřítomnosti plniv. Ve skutečnosti může být pevnost v tahu někdy zvýšena snížením množství plniva. Vyšší molekulové hmotnosti CR poskytují vyšší pevnost v tahu.

4. Nitrilová pryž NBR

NBR s vysokým obsahem akrylonitrilu (ACN) poskytuje vyšší pevnost v tahu. NBR s úzkou distribucí molekulové hmotnosti poskytuje vyšší pevnost v tahu.

5. Vliv molekulové hmotnosti

Díky optimalizaci poskytuje použití NBR s vysokou viskozitou menisku a vysokou molekulovou hmotností vyšší pevnost v tahu.

6. Karboxylované elastomery

Zvažte nahrazení nekarboxylovaného NBR karboxylovaným XNBR a nekarboxylovaného HNBR karboxylovaným XHNBR pro zlepšení pevnosti v tahu směsi.

Karboxylovaný NBR s vhodným množstvím oxidu zinečnatého poskytuje vyšší pevnost v tahu než konvenční NBR.

7. EPDM

Použití semikrystalického EPDM (vysoký obsah ethylenu) poskytuje vyšší pevnost v tahu.

8. Reaktivní EPDM

Nahrazení nemodifikovaného EPDM 2% (hmotnostní frakce) maleinanhydridem modifikovaného EPDM ve směsích s NR zvyšuje pevnost v tahu sloučenin NR/EPDM.

9. Gely

Syntetické gely jako SBR obecně obsahují stabilizátory. Při míchání sloučenin SBR při teplotách nad 163 °C však mohou vznikat jak sypké gely (které lze rozmíchat), tak pevné gely (které nelze rozmíchat a jsou nerozpustné v určitých rozpouštědlech). Oba typy gelů snižují pevnost směsi v tahu. Proto je třeba s teplotou míchání SBR zacházet opatrně.

10. Vulkanizace

Důležitým způsobem, jak dosáhnout vysoké pevnosti v tahu, je optimalizace hustoty zesítění, zabránění nedosíření, povulkanizaci a zabránění vzniku puchýřů kaučuku během vulkanizace v důsledku nedostatečného tlaku nebo použití těkavých složek.

11. Tlaková vulkanizace

U produktů vulkanizovaných v autoklávech lze tvorbě puchýřů a výslednému snížení pevnosti v tahu zabránit postupným snižováním tlaku až do konce vulkanizace, což je známé jako „vulkanizace s poklesem tlaku“.

12. Doba a teplota vulkanizace

Delší doby vulkanizace při nižších teplotách mají za následek vytvoření vícesirných vazebných sítí, vyšší hustotu zesítění síry a následně vyšší pevnost v tahu.

13. Pevnost v tahu lze zlepšit lepšími technikami míšení, aby se zlepšila disperze výztužných plniv, jako jsou saze, a zároveň se zabránilo míšení nečistot nebo velkých nedispergovaných složek.

14. Plniva

Pro plniva, jako jsou saze nebo oxid křemičitý, může být volba malé velikosti částic s velkým specifickým povrchem účinná pro zlepšení pevnosti v tahu. Je třeba se vyhnout nevyztužujícím nebo výplňovým plnidlům, jako je jíl, uhličitan vápenatý, mastek, křemičitý písek atd.

15. Saze

Aby bylo zajištěno, že saze jsou dobře dispergovány, měla by být jejich náplň zvýšena na optimální úroveň, aby se zlepšila pevnost v tahu. Saze s malou velikostí částic budou mít nízké optimální množství náplně. Zvětšení specifického povrchu sazí a zlepšení disperze sazí prodloužením cyklu míchání může zlepšit pevnost kaučuku v tahu.

16. Bílé saze

Použití sráženého oxidu křemičitého s vysokým specifickým povrchem může účinně zlepšit pevnost v tahu sloučeniny.

17. Plastifikátory

Pokud je požadována vysoká pevnost v tahu, je třeba se vyhnout změkčovadlům.

18. Při vulkanizaci sloučenin NBR se konvenční vulkanizace obtížněji rovnoměrně disperguje, proto se síra ošetřená uhličitanem hořečnatým lépe rozptýlí v polárních sloučeninách, jako je NBR. Pokud není vulkanizační činidlo dobře dispergováno, může být pevnost v tahu vážně ovlivněna.

19. Síťovací síť s vícenásobnou sírou

U konvenčních vulkanizačních systémů dominují síťovací síti polysulfidové vazby; u EV síťovací síti dominují jednoduché a dvojité sulfidové vazby, z nichž první má za následek vyšší pevnost v tahu.

20. Iontové síťovací sítě

Iontově zesíťované sloučeniny mají vyšší pevnost v tahu, protože zesíťované body mohou sklouznout, a proto se pohybovat, aniž by se roztrhaly.

21. Krystalizace napětí

Kombinace přírodního kaučuku a neoprenu obsahujícího napěťové krystaly v lepidle pomůže zvýšit pevnost v tahu.