Male al termoplastoj, elastomeroj estas kutime uzataj super vasta gamo de temperaturoj kaj signife super ilia vitra transira temperaturo (TG). La avantaĝoj de elastomeroj super termoplastoj estas ilia kapablo resaniĝi preskaŭ tute de la streĉa stato (alta elasteco), same kiel ilia ĝeneraligita elasteco, malalta malmoleco kaj malaltaj modulaj proprietoj. Kiam elastomeroj estas uzataj sub ĉambra temperaturo, ili montras kreskon de malmoleco, pliigon de modulo kaj malpliigon de elasteco. Kiam elastomeroj estas uzataj sub ĉambra temperaturo, estas tendenco por malmoleco pliiĝi, modulo pliiĝi, elasteco por malpliiĝi (malalta tensilo) kaj kunpremo por pliiĝi. Depende de la problemo kun la elastomero, du fenomenoj povas okazi samtempe - vitra hardado kaj parta kristaliĝo - CR, EPDM, NR estas iuj ekzemploj de elastomeroj, kiuj montras kristaligon.
1. Superrigardo de testado de malalta temperaturo
Brileco, kunprema permanenta deformado, retiriĝo, hardado kaj kriogena hardado estis uzataj dum multaj jaroj por karakterizi polimerajn proprietojn ĉe malaltaj temperaturoj. Kunprema streĉa malstreĉiĝo estas relative nova kaj fokusas pri determinado de la sigela forto de materialo dum tempodaŭro en diversaj mediaj kondiĉoj.
2.
ASTM D 2137 difinas la malglatan temperaturon kiel la plej malalta temperaturo ĉe kiu vulkanizita kaŭĉuko ne montros frakturon aŭ rompon sub specifitaj efikaj kondiĉoj. Kvin kaŭĉukaj specimenoj de antaŭdifinita formo estas preparitaj, metitaj en ĉambron aŭ likvan medion, submetitaj al fiksita temperaturo por 3 ± 0,5min, kaj tiam donita efikan rapidecon de 2,0 ± 0,2m/s. La specimenoj estas forigitaj kaj submetitaj al efiko aŭ rompo -testo. La specimeno estas forigita kaj testita pri efiko aŭ frakturo, ĉio sen damaĝo. La testo estis ripetita ĝis la malglata temperaturo - la plej malalta temperaturo ĉe kiu neniu frakturo estis trovita estis tre proksima al 1 ° C.
3. Malalta temperatur -kunprema aro kaj malalta temperaturo hardanta
La testo-proceduro por malalta temperatur-kunprema aro estas tre proksima al tiu por norma kunprema aro, krom ke la temperaturo estas kontrolita per iom da energia metodo, kiel seka glacio, likva nitrogeno aŭ mekanikaj metodoj, kaj la valoro estas ene de ± 1 ° C de la antaŭdifinita temperaturo. Post resaniĝo de la aparato, la specimeno ankaŭ estas metita ĉe la antaŭdifektita malalta temperaturo kaj muldita al diametro de 29 mm kaj dikeco de 12,5 mm. Malalt-temperatura kunprema aro estas nerekta metodo por sigeli aplikojn de la komponaĵo en demando. Kunprema streĉa malstreĉiĝo estas la rekta metodo kaj poste diskutos. Malalta temperaturo-hardado ankaŭ estas kutime determinita uzante vulkanizitan kunpreman specimenon (29mm x 12.5mm), sed re-testita je malalta temperaturo-kontrolo, kiu estas la sama kiel tiu por kunprema aro, kaj denove ĉe la sama temperaturo kiel ilia fiksita temperaturo. Malfacila kaj malalt -temperatura kunprema aro estas rekte trafita de malvarmigo, sed ankaŭ de la tendenco de la polimero kristaliĝi, kun la indico de kristaliĝo dependanta de temperaturo, ekz., Cr kristaligas plej rapide ĉirkaŭ -10 ° C, kaj tiam malpliiĝas je pli malaltaj temperaturoj, ĉefe pro la senmoveco de la polimeraj ĉenaj segmentoj (la holekaj ĉenaj ĉenoj (la holekaj ĉenaj ĉenoj (la holaj ĉenaj segmentoj (la holaj ĉenoj (la senmovaj ĉenoj (la senmovaj ĉenaj segmentoj (la senmovaj ĉenaj segmentoj (la senmovaj ĉenaj segmentoj (la senmovaj ĉenoj (la senmovaj ĉenaj segmentoj (la senmovaj ĉenaj segmentoj (la senmovaj ĉenaj segmentoj).
4. Gehman Malalta Temperaturo -Hardado
ASTM D 1053 priskribas la malalt-temperaturan hardantan metodon jene: serio de elastaj polimeraj specimenoj estas fikse ligitaj al drato kun konata torsia konstanto, kaj la alia fino de la drato estas ligita al torda kapo kapabla permesi la draton esti tordita. La specimenoj estas trempitaj en varmotransmedion je specifa temperaturo sub la normala, en kiu tempo la torda kapo estas tordita je 180 °, kaj tiam la specimenoj estas torditaj de kvanto (malpli ol 180 °), kiu dependas de la inverso de la fleksebleco kaj rigideco de la specimeno. Tiam uzu la kvanton de goniometro por determini la kvanton de specimeno, la angulo de tordado kaj la malmoleco de la kaŭĉukmaterialo. La temperaturo de la sistemo estas iom post iom pliigita ĉe ĉi tiu punkto, kaj oni akiras intrigon de la angulo de tordado kontraŭ temperaturo. La temperaturoj ĉe kiuj la modulo atingas T2, T10 kaj T100 estas kutime registritaj kiel egalaj al la modula valoro ĉe ĉambra temperaturo.
5. Malalta temperaturo -retiriĝo (TR -testo)
La TR -testo estas uzata por taksi la kapablon de specimeno en la streĉa stato kiam kunprema permanenta deformado kaj kunprema streĉa malstreĉiĝo determinita de kunprema streĉado estas uzataj por determini malaltajn temperaturajn efikojn. Kiel kovritaj pli frue, multaj polimeroj kiel NR kaj PVC kristaliĝos ĉe malaltaj temperaturoj, sed streĉado ankaŭ povas kristaliĝi, kondukante al pliaj faktoroj kiam rigardas malaltajn temperaturajn proprietojn. Por taksadaj aplikoj kiel ellasa suspendo, TR sub streĉiĝo estas tre taŭga kaj ofte uzata. En ĉi tiu provo, la specimeno estas plilongigita (ofte je 50% aŭ 100%) kaj frostita en la plilongigita stato. La specimeno estas liberigita, en kiu tempo la temperaturo estas levita je difinita rapideco por mezuri la reakiron de la specimeno, la longo de la ŝrumpado estas mezurita kaj la plilongigo estas registrita. La temperaturoj ĉe kiuj la specimeno malpliiĝas je 10%, 30%, 50%kaj 70%estas kutime rimarkitaj kiel TR10, TR30, TR50 kaj TR70. TR10 rilatas al la malglata temperaturo; TR70 rilatas al la permanenta deformado de la specimeno en malalta temperatura kunpremo; kaj la diferenco inter TR10 kaj TR70 estas uzata por mezuri kristaliĝon de la specimeno (ju pli granda estas la diferenco, des pli granda estas la tendenco kristaliĝi).
6. Malalta temperaturo kunprema streĉa malstreĉiĝo (CSR)
La CSR -testo povas esti uzata por fari prognozojn pri la agado kaj vivo de sigelaj materialoj. Kiam elastomera komponaĵo ricevas konstantan deformadon, kombinita forto estas kreita, kaj la kapablo de la materialo konservi ĉi tiun forton ene de certa media gamo mezuras sian kapablon sigeli. Ambaŭ fizikaj kaj kemiaj mekanismoj kontribuas al streĉa malstreĉiĝo, surbaze de tempo kaj temperaturo, unu faktoro regos, fizika malstreĉiĝo estas observata ĉe malaltaj temperaturoj, tuj post difinita streĉado, kio kondukas al ĉena reordigo kaj ŝanĝoj en la kaŭĉuko-plenigilo kaj plenigaj plenigaj surfacoj, kaj la malstreĉiĝo de la streĉa sistemo estas inversigebla. Ĉe pli altaj temperaturoj, la kemia konsisto determinas la ritmon de malstreĉiĝo, kiam la fizikaj procezoj jam estas malgrandaj kaj la kemia malstreĉiĝo estas neinversigebla, kondukante al ĉena rompo kaj interligaj reagoj. Temperatura biciklado aŭ subitaj pliigoj de temperaturo povas efiki sur streĉa malstreĉiĝo en elastomeroj. Dum la CSR -testo, la prova specimeno estas metita
Dum CSR -testado, streĉa malstreĉiĝo estas pliigita kiam la prova specimeno estas submetita al levitaj temperaturoj. Se streĉa malstreĉiĝo okazas frue en la testo, la kvanto de aldona malstreĉiĝo pliiĝas unue kaj havas maksimuman valoron dum la unua ciklo. In a tensile large test piece to produce gasket samples (19mm outer diameter, inner diameter of 15mm), with an elastic fixture will be compressed to the specimen to their room temperature thickness of 25%, and at 25 ℃ into the environmental test chamber, the temperature at 25 ℃ to maintain 24h, and then down to -20 ℃, maintained for 24h, followed by the next temperature between -20 ~ 110 ℃ cycle of 24h, the entire test time at Prova temperaturo, la testotemperaturo, kontinua forto -determino. La mezurado de forto estas farita kontinue dum la provotempo ĉe la prova temperaturo.
7. Efiko de etilen -enhavo
7.1 Etilena enhavo havas la plej grandan efikon sur la malalta temperaturo -rendimento de EPDM -polimeroj. Polimeroj kun enhavo de etileno inter 48% ĝis 72% estis taksitaj sub altkvalitaj sigelilaj formuliĝoj. Ĉiuj celas redukti la variadon en Mooney -viskozeco per enkonduko de ENB en ĉi tiuj malsamaj polimeroj.
EPDM -kaŭĉuko estas amorfa se la etileno/propilena rilatumo egalas kaj la distribuo de la du monomeroj en la polimera ĉeno estas hazarda. EPDM kun 48% kaj 54% etilena enhavo ne kristaliĝas je aŭ super ĉambra temperaturo. Kiam la enhavo de etileno atingas 65%, la etilenaj sekvencoj komencas pliiĝi en nombro kaj longo kaj povas formi kristalojn, kiuj estas observitaj en la kristaligaj pintoj sur la DSC -kurboj ĉirkaŭ 40 ° C. Ju pli grandaj estas la pintoj de DSC, des pli grandaj estas la kristaloj.
7.2 Aldone al la efiko de etilena enhavo sur malaltaj temperaturaj proprietoj diskutitaj poste, kristala grandeco influas la facilecon de miksado kaj prilaborado de komponaĵoj enhavantaj kristalojn. Ju pli granda estas la kristala grandeco, des pli multe da varmego kaj tondado estas bezonataj ĉe la miksa stadio por plene miksi la polimeron kun la aliaj komponentoj. La kruda kaŭĉuko -forto de EPDM -komponaĵoj pliiĝas kun kreskanta etilena enhavo. En sigeli formulojn kie la efiko de etilena enhavo estis mezurita, pliigo de etilena enhavo de 50% ĝis 68% rezultigis almenaŭ kvaroble pliigon de la forto de la kaŭĉuko. La ĉambra-temperatura malmoleco ankaŭ pliiĝas kun kreskanta etilena enhavo. La bordo malmoleco de la amorfa polimera vosto estas 63 °, dum la bordo malmoleco de la polimero kun la plej alta etilena enhavo estas 79 °. Ĉi tio estas pro la kresko de la etilensekvenco, la kresko de kristaliĝo en la vosto kaj la responda kresko de termoplastaj polimeroj.
7.3 When the hardness is measured at low temperatures, in contrast to the polymers with high ethylene content, the amorphous polymers show less change in hardness, whereas the change in hardness of the higher ethylene content does not show a linear pattern and the hardness remains high at room temperature, so that the polymers containing the higher ethylene content continue to have the highest hardness at low temperatures.
7.4 Kunprema aro dependas plejparte de la prova temperaturo. Se testite je 175 ° C, estas neniu diferenco en kunpremo metita inter iu el la polimeroj (aro estas influita de la dezajno de la komponaĵo kaj la elekto de vulkaniga sistemo). Post fandado de la etilenaj kristaloj, la polimero elmontras amorfan formon, kaj por ekzameni la efikon de la etilena enhavo, testoj estis faritaj je 23 ° C. Polimeroj kun pli alta etilena enhavo klare havas pli altan permanentan deformadon (pli ol duoble pli), kaj la efiko de la etilena enhavo estas eĉ pli granda kiam testite je -20 ° C kaj -40 ° C. Polimeroj kun pli ol 60% etilena enhavo havas altan permanentan deformadon (> 80%); Je -40 ° C, nur la plene amorfaj polimeroj havas malaltan permanentan deformadon (17%).
7.5 Efiko de etilen -enhavo sur malalta temperaturo hardado de Gehman -testoj. Donita temperaturo, des pli alta estas la angulo, des pli malpli la pliigo de rigideco (aŭ pliigo de modulo). Ĉe malaltaj temperaturoj, la rigideca modulo pliiĝas signife kun kreskanta etilena enhavo. Por amorfaj polimeroj, la T2 estas -47 ° C, dum la plej alta etilena enhavo -polimero havas T2 de nur -16 ° C.
7.6TR Mezuranta ŝrumpado de reakiro de specimenoj Post etenda glaciaĵo, la etilena enhavo havas signifan efikon sur la testmetodo, kiu denove similas al la testo Gehman.
Ĉi tio similas al la testo Gehman. La ŝrumpado (%) de la diversaj polimeroj varias kiel funkcio de temperaturo, kun la amorfaj polimeroj havantaj la plej altan ŝrumpadon de reakiro ĉe malaltaj temperaturoj; Tamen, kiel antaŭvidite, la resaniĝo difektiĝas dum la etilena enhavo pliiĝas je donita temperaturo.
resaniĝo difektas. La valoro de TR10 varias de -53 ° C por amorfaj polimeroj ĝis -28 ° C por polimeroj kun alta etilena enhavo.
7.7 Kunprema streĉa malstreĉiĝo (CSR) ciklo
Ciklo. Kunpremu la komponaĵojn, permesu al ili malstreĉiĝi je 25 ° C dum 24 h, kaj poste meti ilin en ciklon de temperaturoj, kiuj iras de -20 ° C ĝis 110 ° C intermite dum 24 h. Kiam kunpremita por la unua fojo, post la ekvilibra periodo, la kristala polimero E havas pli altan perdon de streso ol la amorfa polimero, kaj kiam malaltiĝis al -20 ° C la sigela forto de la du polimeroj malpliiĝas, dum la amorfa polimero A havas altan retenadon de streso (pli alta F/F0). Varmigante la komponaĵon al 110 ° C restarigis ĝian sigeligan forton, kaj kiam revenigita al -20 ° C, la restanta sigela forto de la kristala polimero estis malpli ol 20% de ĝia valoro, kiu estas ĝenerale konsiderata tro malalta por plej multaj aplikoj, kun la amorfa polimero pli ol 50% de sia sigela forto, kaj la amorfa polimero denove pli alta ol la krimo, kaj la amorfa polimero pli alte pli ol 50% de la krimo, kaj la amorfa polimero pli alte pli ol 50% de la krimulo, kaj la amorfa polimero, kaj pli alte reakiras la amorfan polimeron. La sekva ciklo donis similajn konkludojn. Estas klare, ke amorfaj polimeroj estas superaj por sigeli aplikojn, kie necesas alta kaj malalta temperaturo.
8. Efiko de diolefina enhavo
Por provizi la nesaturitan punkton bezonatan por vulkaniĝo, ne-konjugitaj diolefinoj kiel ENB, HX kaj DCPD estas aldonitaj al etilenaj propilenaj polimeroj. Unu duobla ligo reagas en la polimera matrico, dum la dua funkcias kiel komplemento al la polimerigita molekula ĉeno kaj provizas la vulkanigan punkton por sulfura flava vulkaniĝo. La efiko de ENB estis taksita en ventoflotaj (pluvaj) trinkejaj profiloj. Oni komparis polimerojn enhavantajn 2%, 6% kaj 8% ENB. La aldono de ENB havis signifan efikon sur la vulkanigaj trajtoj kaj interliga denseco. Modulo pliiĝis dum plilongigo malpliiĝis signife. La malmoleco pliiĝis kaj la kunprema aro pliboniĝis dum temperaturo. Ĉar la Enb -enhavo pliiĝas, la ŝarĝa tempo fariĝas pli mallonga.
ENB estas amorfa materialo, kaj kiam aldonite al la polimera dorso, ĝi malhelpas la kristaliĝon de la etilen-porcio de la polimero, tiel ke polimeroj kun la sama etilena enhavo povas esti akiritaj, kaj la pli alta enhavo de ENB plibonigas la malalt-temperaturajn proprietojn. Ĉe ĉambra temperaturo, la pli alta ENB -enhavo iomete plibonigas la kunpreman aron pro la plibonigita interliga denseco. Tamen, ĉe malaltaj temperaturoj, la kunprema aro de la polimeroj kun pli alta ENB -enhavo estas signife pli bona ol tiu de la polimeroj kun 2% ENB -enhavo. La efiko de ENB-enhavo sur maldolĉa temperaturo, retiriĝo de temperaturo kaj la testo de Gehman ne montris ajnan signifan diferencon en maldolĉa temperaturo inter polimeroj ĝenerale, kaj por la testo de Gehman kaj la TR-testo, ĉiu polimero montris plibonigon de malalt-temperaturaj proprietoj kun kreskanta ENB-enhavo.
9. Efiko de Mooney -viskozeco sur malaltaj temperaturaj proprietoj
Estas sciate, ke Mooney -viskozeco (molekula maso) havas signifan efikon sur la pretiga konduto de elastomeroj. En eltiraj kaj muldaj aplikoj en eltiraj kaj muldaj aplikoj, gravas elekti komponaĵon kun taŭga Mooney -viskozeca valoro. Uzante la saman formuladon, kiu estis uzata por esplori la efikon de la tria monomero, ENB, sur malalt-temperaturaj proprietoj por ekzameni Mooney-viskozecon, polimeroj kun Mooney-viskozecoj de 30, 60, kaj 80 estis komparitaj, kaj la mooney-viskozeco de la komponaĵoj pliiĝis dum la mooney-viskozeco de la polimeroj uzataj. Tensila forto, modulo kaj kruda kaŭĉuko -forto pliiĝis kun kreskanta Mooney -viskozeco. La efiko de Mooney -viskozeco sur la malaltaj temperaturaj ecoj de EPDM ne estis signifa. Tamen, la kunprema permanenta deformado ĉe ĉambra temperaturo, -20 ° C kaj -40 ° C pliiĝas kun kreskanta molekula maso. Tamen, la kunpremo fiksita ĉe ĉambra temperaturo, -20 ° C kaj -40 ° C ne ŝanĝiĝis signife kun kreskanta molekula maso, dum la kunpremo fiksita ĉe levitaj temperaturoj (175 ° C) montris iujn ŝanĝojn por la pli altaj viskozecoj de la EPDM -vostoj.
10. Konkludo
La enhavo de etileno kaj diolefin havas signifan efikon sur la agado de EPDM -elastomeroj en malaltaj temperaturaj aplikoj, kun polimeroj kun malalta etilena enhavo plenumanta bone kaj polimerojn kun alta diolefina enhavo pliboniganta pro interrompita kristaliĝo de la etilena porcio de la polimero. Malaltaj etilenaj enhavaj polimeroj devas esti uzataj kiam malalta temperaturo -rendimento estas limigo.
