Kummitööstuses on ülim tõmbetugevus põhiline mehaaniline omadus. See eksperimentaalne parameeter mõõdab vulkaniseeritud kummisegu lõplikku tugevust. Isegi kui kummitoodet ei tõmmata kunagi selle lõpliku tõmbetugevuse lähedale, peavad paljud kummitoodete kasutajad seda siiski oluliseks segu üldise kvaliteedi näitajaks. Tõmbetugevus on seetõttu väga üldine spetsifikatsioon ja kuigi konkreetse toote lõppkasutusel on sellega vähe pistmist, peavad koostise valmistajad selle täitmiseks sageli endast oleneva andma.
1. Üldpõhimõtted
Suurima tõmbetugevuse saavutamiseks tuleks tavaliselt alustada elastomeeridest, kus võib toimuda deformatsioonist põhjustatud kristalliseerumine, nt NR, CR, IR, HNBR.
2. Looduslik kautšuk NR
Looduslikul kummil põhinevad liimid on tavaliselt suurema tõmbetugevusega kui neopreenliimid. Loodusliku kautšuki erinevatest klassidest on tõmbekile nr 1 suurim tõmbetugevus. On teatatud, et vähemalt tahmaga täidetud ühendite puhul annab nr 3 suitsukile parema tõmbetugevuse kui nr 1 suitsukile. Looduslike kautšukiühendite puhul tuleb vältida keemilisi plastifikaatoreid (plastisool), nagu bifenüülamidotiofenool või pentaklorotiofenool (PCTP), kuna need vähendavad ühendi tõmbetugevust.
3. Kloropreen CR
Kloropreen (CR) on deformatsioonist põhjustatud kristalliline kumm, mis annab täiteainete puudumisel suure tõmbetugevuse. Tegelikult saab tõmbetugevust mõnikord suurendada, vähendades täiteaine kogust. CR suurem molekulmass annab suurema tõmbetugevuse.
4. Nitriilkummi NBR
Suure akrüülnitriili (ACN) sisaldusega NBR annab suurema tõmbetugevuse. Kitsa molekulmassi jaotusega NBR annab suurema tõmbetugevuse.
5. Molekulmassi mõju
Optimeerimisel annab kõrge meniskiviskoossusega ja suure molekulmassiga NBR-de kasutamine suurema tõmbetugevuse.
6. Karboksüülitud elastomeerid
Ühendi tõmbetugevuse parandamiseks kaaluge karboksüülimata NBR-i asendamist karboksüülitud XNBR-iga ja karboksüülimata HNBR-i asendamist karboksüülitud XHNBR-iga.
Karboksüülitud NBR koos sobiva koguse tsinkoksiidiga annab suurema tõmbetugevuse kui tavaline NBR.
7. EPDM
Poolkristallilise EPDM (kõrge etüleenisisaldus) kasutamine annab suurema tõmbetugevuse.
8. Reaktiivne EPDM
Modifitseerimata EPDM-i asendamine 2% (massiosa) maleiinanhüdriidiga modifitseeritud EPDM-iga segudes NR-ga suurendab NR/EPDM-ühendite tõmbetugevust.
9. Geelid
Sünteetilised geelid nagu SBR sisaldavad üldiselt stabilisaatoreid. Kuid SBR-ühendite segamisel temperatuuril üle 163 °C võivad tekkida nii lahtised geelid (mida saab ära segada) kui ka tihedad geelid (mida ei saa ära segada ja mis on teatud lahustites lahustumatud). Mõlemat tüüpi geelid vähendavad ühendi tõmbetugevust. Seetõttu tuleb SBR-i segamistemperatuuri käsitleda ettevaatlikult.
10. Vulkaniseerimine
Oluline viis suure tõmbetugevuse saavutamiseks on optimeerida ristsidemete tihedust, vältida alaväävlitamist, järelvulkaniseerimist ning vältida kummi villide teket vulkaniseerimise ajal ebapiisava rõhu või lenduvate komponentide kasutamise tõttu.
11. Rõhulangusvulkaniseerimine
Autoklaavides vulkaniseeritud toodete puhul saab mullide teket ja sellest tulenevat tõmbetugevuse vähenemist vältida, vähendades rõhku järk-järgult kuni vulkaniseerimise lõpuni. Seda nimetatakse rõhulanguse vulkaniseerimiseks.
12. Vulkaniseerimise aeg ja temperatuur
Pikemad vulkaniseerimisajad madalamatel temperatuuridel põhjustavad mitme väävliga sidemete võrgustike moodustumist, suurema väävli ristsidemete tiheduse ja sellest tulenevalt suurema tõmbetugevuse.
13. Tõmbetugevust saab parandada paremate segamistehnikate abil, et parandada tugevdavate täiteainete (nt tahma) dispersiooni, vältides samal ajal lisandite või suurte hajutamata komponentide segunemist.
14. Täiteained
Täiteainete, näiteks tahma või ränidioksiidi puhul võib tõmbetugevuse parandamiseks olla efektiivne suure eripinnaga väikese osakese suuruse valik. Vältida tuleks mittetugevdavaid või täiteaineid, nagu savi, kaltsiumkarbonaat, talk, kvartsliiv jne.
15. Süsimust
Tahma hea hajutamise tagamiseks tuleks selle täitmist tõmbetugevuse parandamiseks suurendada optimaalse tasemeni. Väikeste osakeste suurusega tahmal on madal optimaalne täitekogus. Tahma eripinna suurendamine ja tahma dispersiooni parandamine segamistsükli pikendamisega võib parandada kummi tõmbetugevust.
16. Valge tahma
Suure eripinnaga sadestunud ränidioksiidi kasutamine võib tõhusalt parandada ühendi tõmbetugevust.
17. Plastifikaatorid
Kui soovitakse suurt tõmbetugevust, tuleks plastifikaatoreid vältida.
18. NBR ühendite vulkaniseerimisel on tavalist vulkaniseerimist raskem ühtlaselt dispergeerida, seetõttu dispergeerub magneesiumkarbonaadiga töödeldud väävel paremini polaarsetes ühendites nagu NBR. Kui vulkaniseeriv aine ei ole hästi hajutatud, võib tõmbetugevus tõsiselt mõjutada.
19. Mitme väävliga seotud ristsidumise võrk
Tavapäraste vulkaniseerimissüsteemide puhul domineerivad ristsidumise võrgus polüsulfiidsidemed; EV puhul domineerivad ristsidumise võrgus üksik- ja topeltsulfiidsidemed, millest esimese tulemuseks on suurem tõmbetugevus.
20. Ioonsed ristsiduvad võrgud
Ioonsetel ristseotud ühenditel on suurem tõmbetugevus, kuna ristseotud punktid võivad libiseda ja seetõttu liikuda rebenemata.
21. Stressi kristalliseerumine
Naturaalse kummi ja neopreeni sisaldavate stressikristallide kombinatsioon liimis aitab tõsta tõmbetugevust.
