Στη βιομηχανία καουτσούκ, η τελική αντοχή εφελκυσμού είναι μια θεμελιώδης μηχανική ιδιότητα. Αυτή η πειραματική παράμετρος μετρά την τελική αντοχή μιας βουλκανισμένης ένωσης από καουτσούκ. Ακόμη και αν ένα προϊόν από καουτσούκ δεν τραβιέται ποτέ κοντά στην τελική αντοχή εφελκυσμού του, πολλοί χρήστες από καουτσούκ προϊόντα εξακολουθούν να το θεωρούν ως σημαντικό δείκτη της συνολικής ποιότητας της ένωσης. Επομένως, η αντοχή σε εφελκυσμό είναι μια πολύ γενική προδιαγραφή και παρόλο που η τελική χρήση ενός συγκεκριμένου προϊόντος δεν έχει καμία σχέση με αυτό, οι παραμορφωτές συχνά πρέπει να βγουν από το δρόμο τους για να το συναντήσουν.

1. Γενικές αρχές

Προκειμένου να ληφθεί η υψηλότερη αντοχή σε εφελκυσμό, πρέπει συνήθως να ξεκινήσει με ελαστομερή όπου μπορεί να εμφανιστεί κρυσταλλοποίηση που προκαλείται από στέλεχος, π.χ. Nr, Cr, IR, HNBR.

2. Φυσικό καουτσούκ NR

Τα συγκολλητικά που βασίζονται σε φυσικό καουτσούκ συνήθως έχουν υψηλότερη αντοχή σε εφελκυσμό από τα συγκολλητικά νεοπρνίου. Από τις διάφορες ποιότητες φυσικού καουτσούκ, η ταινία 1 καπνού έχει την υψηλότερη αντοχή σε εφελκυσμό. Έχει αναφερθεί ότι, τουλάχιστον στην περίπτωση των ενώσεων που γεμίζουν με άνθρακα, η μεμβράνη αριθ. 3 ψεύτικο δίνει καλύτερη αντοχή σε εφελκυσμό από την ταινία 1 καπνού. Για τις φυσικές ενώσεις από καουτσούκ, πρέπει να αποφεύγονται οι χημικοί πλαστικοποιητές (πλαστιζόλη) όπως η διφαινυλ αμιδοθειοφαινόλη ή η πενταχλωροθειοφαινόλη (PCTP), καθώς μειώνουν την αντοχή εφελκυσμού της ένωσης.

3. Χλωροπρενίου CR

Το χλωροπένιο (CR) είναι ένα επαγόμενο από στέλεχος κρυσταλλικό καουτσούκ που δίνει υψηλή αντοχή σε εφελκυσμό ελλείψει πληρωτικών. Στην πραγματικότητα, η αντοχή εφελκυσμού μπορεί μερικές φορές να αυξηθεί μειώνοντας την ποσότητα πλήρωσης. Τα υψηλότερα μοριακά βάρη του CR δίνουν υψηλότερες αντοχές εφελκυσμού.

4. Nitrile καουτσούκ NBR

Το NBR με υψηλή περιεκτικότητα σε ακρυλονιτριλίου (ACN) δίνει υψηλότερη αντοχή σε εφελκυσμό. Το NBR με στενή κατανομή μοριακού βάρους δίνει υψηλότερη αντοχή σε εφελκυσμό.

5. Επίδραση του μοριακού βάρους

Με τη βελτιστοποίηση, η χρήση NBR με υψηλό ιξώδες μηνίσκου και υψηλό μοριακό βάρος δίνει υψηλότερες αντοχές εφελκυσμού.

6. Καρβοξυλιωμένα ελαστομερή

Εξετάστε το ενδεχόμενο να αντικαταστήσετε το μη καρβοξυλιωμένο NBR με καρβοξυλιωμένο XNBR και UNCARBOWELATED HNBR με καρβοξυλιωμένο XHNBR για να βελτιώσετε την αντοχή εφελκυσμού της ένωσης.

Καρβοξυλιωμένο NBR με κατάλληλη ποσότητα οξειδίου του ψευδαργύρου δίνει υψηλότερη αντοχή σε εφελκυσμό από το συμβατικό NBR.

7. EPDM

Η χρήση ημι-κρυσταλλικού EPDM (υψηλή περιεκτικότητα σε αιθυλενίου) δίνει υψηλότερες αντοχές εφελκυσμού.

8. Αντιδραστική EPDM

Η αντικατάσταση του μη τροποποιημένου EPDM με 2% (κλάσμα μάζας) τροποποιημένο ανυδρίτη EPDM σε μείγματα με NR αυξάνει την αντοχή εφελκυσμού των ενώσεων NR/EPDM.

9.

Τα συνθετικά πηκτώματα όπως το SBR γενικά περιέχουν σταθεροποιητές. Ωστόσο, κατά την ανάμειξη ενώσεων SBR σε θερμοκρασίες πάνω από 163 ° C, μπορούν να παραχθούν και τα δύο χαλαρά πηκτώματα (τα οποία μπορούν να αναμειχθούν) και τα σφιχτά πηκτώματα (τα οποία δεν μπορούν να αναμειχθούν και είναι αδιάλυτα σε ορισμένους διαλύτες). Και οι δύο τύποι πηκτής μειώνουν την αντοχή εφελκυσμού της ένωσης. Ως εκ τούτου, η θερμοκρασία ανάμιξης του SBR πρέπει να αντιμετωπίζεται με προσοχή.

10.

Ένας σημαντικός τρόπος για να ληφθεί υψηλή αντοχή σε εφελκυσμό είναι η βελτιστοποίηση της πυκνότητας σταυρωτής σύνδεσης, η αποφυγή υπο-θειούμενου, μετά τον βουλκανισμό και η αποφυγή φουσκώματος του καουτσούκ κατά τη διάρκεια της βουλκανισμού λόγω ανεπαρκούς πίεσης ή της χρήσης πτητικών συστατικών.

11.

Για τα προϊόντα βουλκανισμένα σε αυτόκλειστο, ο σχηματισμός κυψέλων και η προκύπτουσα μείωση της αντοχής εφελκυσμού μπορεί να αποφευχθεί μειώνοντας σταδιακά την πίεση μέχρι το τέλος του βουλκανισμού, αυτό είναι γνωστό ως «βουλκανοποίηση πίεσης».

12. Χρόνος και θερμοκρασία βουλκανισμού

Οι μεγαλύτεροι χρόνοι βουλκανοποίησης σε χαμηλότερες θερμοκρασίες έχουν ως αποτέλεσμα το σχηματισμό δικτύων πολλαπλών θειούχων, υψηλότερη πυκνότητα διασταύρωσης θείου και κατά συνέπεια υψηλότερη αντοχή σε εφελκυσμό.

13. Η αντοχή σε εφελκυσμό μπορεί να βελτιωθεί με καλύτερες τεχνικές ανάμειξης για τη βελτίωση της διασποράς ενίσχυσης των πληρωτικών όπως το Black Carbon, αποφεύγοντας παράλληλα την ανάμειξη ακαθαρσιών ή μεγάλων μη διασταυρούμενων εξαρτημάτων.

14. Πλήρους

Για πληρωτικά όπως το μαύρο άνθρακα ή το διοξείδιο του πυριτίου, η επιλογή ενός μικρού μεγέθους σωματιδίων με μεγάλη ειδική επιφάνεια μπορεί να είναι αποτελεσματική στη βελτίωση της αντοχής εφελκυσμού. Θα πρέπει να αποφεύγονται οι μη ενισχυτικές ή πλήρωσης όπως ο πηλός, το ανθρακικό ασβέστιο, ο τάλκη, η άμμος χαλαζία κ.λπ.

15. Carbon Black

Για να διασφαλιστεί ότι το Black Carbon είναι καλά διασκορπισμένο, η γέμισή του θα πρέπει να αυξηθεί στο βέλτιστο επίπεδο για να βελτιωθεί η αντοχή σε εφελκυσμό. Το Carbon Black με μικρό μέγεθος σωματιδίων θα έχει χαμηλή βέλτιστη ποσότητα πλήρωσης. Η αύξηση της συγκεκριμένης επιφάνειας του μαύρου άνθρακα και η βελτίωση της διασποράς του μαύρου άνθρακα, επεκτείνοντας τον κύκλο ανάμιξης μπορεί να βελτιώσει την αντοχή εφελκυσμού του καουτσούκ.

16. Λευκό άνθρακα μαύρο

Η χρήση του κατακρημνισμένου πυριτίου με υψηλή ειδική επιφάνεια μπορεί να βελτιώσει αποτελεσματικά την αντοχή εφελκυσμού της ένωσης.

17 Πλαστικοποιητές

Οι πλαστικοποιητές θα πρέπει να αποφεύγονται εάν είναι επιθυμητή η υψηλή αντοχή σε εφελκυσμό.

18. Όταν οι βουλκανιστικές ενώσεις ΝΒΡ, ο συμβατικός βουλκανισμός είναι πιο δύσκολος να διασκορπιστεί ομοιόμορφα, επομένως, το θείο που υποβλήθηκε σε αγωγή με ανθρακικό μαγνήσιο θα διασκορπιστεί καλύτερα σε πολικές ενώσεις όπως το Νβ. Εάν ο παράγοντας βουλκανισμού δεν είναι καλά διασκορπισμένος, η αντοχή εφελκυσμού μπορεί να επηρεαστεί σοβαρά.

19.

Με τα συμβατικά συστήματα βουλκανισμού, το δίκτυο σταυροειδούς σύνδεσης κυριαρχείται από δεσμούς πολυσουλφιδίου. Με το EV, το δίκτυο διασταύρωσης κυριαρχείται από ομόλογους μεμονωμένους και διπλούς θειούχους, ο πρώτος που οδηγεί σε υψηλότερη αντοχή σε εφελκυσμό.

20.

Οι ιοντικές διασυνδεδεμένες ενώσεις έχουν υψηλότερη αντοχή σε εφελκυσμό, επειδή τα σημεία που συνδέονται με σταυροειδώς μπορούν να γλιστρήσουν και επομένως να κινηθούν χωρίς να σχιστούν.

21.

Ο συνδυασμός φυσικού καουτσούκ και νεοπρένης που περιέχει κρυστάλλους στρες στην κόλλα θα βοηθήσει στην αύξηση της αντοχής εφελκυσμού.