Termoplastikoak ez bezala, elastomeroak normalean tenperatura zabala eta beirazko trantsizioaren tenperaturaren gainetik (TG) nabarmen erabiltzen dira. Termoplastikoen gaineko elastomeroen abantailak dira tentsio estatuaren (elastikotasun altua) ia guztiz berreskuratzeko duten gaitasuna, baita haien elastikotasun orokorra, gogortasun txikia eta moduluaren propietate baxuak ere. Elastomeroak giro-tenperaturaren azpitik erabiltzen direnean, gogortasunaren gehikuntza erakusten dute, moduluaren gehikuntza eta elastikotasunaren jaitsiera. Elastomeroak giro-tenperaturaren azpitik erabiltzen direnean, gogortasuna handitzeko joera dago, handitzeko modulua handitzeko, elastikotasuna gutxitzeko (tentsio baxua) eta konpresioa handitzeko. ELASTOMER-ekin arazoaren arabera, bi fenomeno aldi berean gerta daitezke - Beira gogortzea eta kristalizazio partziala - Cr, EPDM, NR dira kristalizazioa erakusten duten elastomeroen adibide batzuk.
1. Tenperatura baxuko proben ikuspegi orokorra
Zoriontasuna, konpresio iraunkorra, erretrazioa, erretrazioa, gogortzea eta gogortze kriogenikoa erabili dira urte askotan polimeroen propietateak tenperatura baxuetan karakterizatzeko. Estres konpresioaren erlaxazioa nahiko berria da eta material baten zigilatze indarra zehaztean oinarritzen da ingurumen-baldintzetan.
2. Bitlaren tenperatura
ASTM D 2137-k erritmoaren tenperatura tenperatura baxuena den tenperatura baxuena bezala definitzen du, zehaztutako inpaktu baldintzetan ez da haustura edo haustura erakutsiko. Aurrez zehaztutako bost gomazko ale prestatuta daude, ganbera edo likido ertainean kokatuta, 3 ± 0,5min-ko tenperatura ezarritako tenperatura jasan, eta ondoren, 2.0 ± 0,2m / s-ko abiadura nabarmena eman da. Aleak kentzen dira eta inpaktu edo haustura proba baten menpe daude. Aleak kentzen eta probatu egiten dira inpaktu edo hausturarako, guztiak kalteik gabe. Proba erritmoaren tenperatura errepikatu zen - hausturarik aurkitu ez den tenperatura baxuena 1 ° C-tik oso gertu zegoen.
3. Tenperatura baxuko konpresio multzoa eta tenperatura gutxiko gogortzea
Tenperatura baxuko konpresio multzoa egiteko proba prozedura oso gertu dago konpresio multzo estandarrarentzat, izan ezik, tenperatura energia-metodo batzuen bidez kontrolatzen da, hala nola izotz lehorra, nitrogeno likidoa edo metodo mekanikoak, eta balioa aurrezarritako tenperaturaren barruan ± 1 ° C-ren barruan dago. Fixtura berreskuratu ondoren, aleak ere tenperatura baxuan ezarritakoa eta 29 mm-ko diametro batera moldatuta dago eta 12,5 mm-ko lodiera. Tenperatura baxuko konpresio multzoa kasuan kasuko konposatuen aplikazioak zigilatzeko zeharkako metodoa da. Estres konpresioaren erlaxazioa metodo zuzena da eta geroago eztabaidatuko da. Tenperatura gutxiko gogortzea normalean konpresio multzoen multzoa (29mm x 12,5 mm) erabiliz zehazten da, baina tenperatura kontrol txikian probatu da, eta hori da konpresio multzoa egiteko eta, ondoren, berriro ere tenperaturaren tenperatura berdina da. Tenperatura txikiko konpresio multzoa hoztean eta polimeroen kristalizazioaren arabera, kristalizazioaren tenperaturaren araberakoa da, adibidez, azkarrena da -10 ºC inguruan.
4. Gehman tenperatura baxua gogortzea
ASTM D 1053-k honela adierazten du tenperatura gutxiko gogortze metodoa: polimeroen ale elastikoen multzoa tentsio konstante ezagun batekin alanbre bati lotuta dago, eta alanbrearen beste muturra alanbrea bihurritzeko gai den torsio buru bati lotuta dago. Aleak bero transferentziaren euskarrian murgilduta daude, normalaren azpiko tenperatura jakin batean, eta horietan, torsioaren burua 180º-ko bihurritu da eta, ondoren, aleak aleen kopuruaren arabera (180 ° baino gutxiago) bihurritu dira, alearen malgutasun eta zurruntasunaren alderantziz menpe dagoena. Ondoren, erabili goniometroaren zenbatekoa, twist, bihurri angelua eta gomazko materialaren gogortasuna zehazteko. Sistemaren tenperatura pixkanaka handitzen da puntura, eta tenperaturaren aurkako biraren angeluaren trama lortzen da. Moduluak T2, T10 eta T100-era iristen diren tenperaturak normalean grabatu dira moduluaren balioaren berdina giro-tenperaturan.
5. Tenperatura baxuko erretratazioa (TR proba)
TR proba tentsio estatuan ale baten gaitasuna ebaluatzeko erabiltzen da, deformazio iraunkorra eta estres konpresioaren erlaxazioa konpresio estresaren bidez zehaztutako tenperatura baxuko efektuak zehazteko erabiltzen direla. Lehenago estaltzen den moduan, NR eta PVC bezalako polimero askok tenperatura baxuetan kristalizatuko dira, baina luzatzeak ere kristalizatu dezake, faktore osagarriak ekarri ditzakete tenperatura baxuko propietateak ikustean faktore osagarriak. Ebaluazio aplikazioetarako, esaterako, ihes-etetea, TR tentsioaren arabera oso egokia eta maiz erabiltzen da. Proba honetan, aleak luzatu egiten dira (askotan% 50 edo% 100) eta estatu luzatuan izoztuta. Tefimena kaleratzen da, zeinetan tenperatura tasa zehatz-mehatz planteatzen da alearen berreskurapena neurtzeko, txikituaren luzera neurtzen da eta luzapena grabatzen da. Tependentek% 10,% 30,% 50, eta% 70 TR10, TR30, TR50 eta TR70 gisa nabaritzen dira. TR10 erritmoaren tenperaturarekin lotuta dago; TR70 tenperatura baxuko konpresioaren alearen deformazio iraunkorrarekin lotuta dago; TR10 eta TR70 arteko aldea espezimenaren kristalizazioa neurtzeko erabiltzen da (zenbat eta handiagoa izan, orduan eta handiagoa da kristalizatzeko joera handiagoa da).
6. Tenperatura baxuko konpresio estres erlaxazioa (EGE)
EGE proba zigilatzeko materialen errendimenduari eta bizitzari buruzko iragarpenak egiteko erabil daiteke. Konposatu elastomeriko batek etengabeko deformazioa ematen duenean, indar konbinatua sortzen da eta materialak ingurumen-barruti jakin baten barruan indar hori mantentzeko gaitasunak zigilatzeko gaitasuna neurtzen du. Mekanismo fisiko eta kimikoek estresa erlaxazioan laguntzen dute, garaian eta tenperaturan oinarrituta, erlaxazio fisikoa tenperatura baxuan ikusiko da, estres jakin baten ondoren, kautxuzko betegarria eta estresa kentzeko sistemaren erlaxazioa itzulgarria da. Tenperatura altuagoetan, konposizio kimikoak erlaxazio-tasa zehazten du, prozesu fisikoak jada txikiak direnean eta erlaxazio kimikoa atzeraezina denean, kateak eta lotura gurutzatuen erreakzioak sortzea eragiten duena. Tenperaturaren txirrindularitza edo tenperaturaren bat-bateko igoerak efektu bat izan dezake elastomeroen estres erlaxazioan. EGE proban zehar, proba aleak jartzen dira
EGE probak egitean, estres erlaxazioa areagotzen da proba aleak tenperatura altuak jasaten dituenean. Estres erlaxazioa proban hasieran gertatzen bada, erlaxazio gehigarriaren zenbatekoa handitzen da lehenengo eta gehienezko balioa du lehen zikloan. Tentsio handiko proba handiko pieza batean, jazarpen elastiko bat da, 15mm-ko diametroa. 24h, proba denbora osoa proben tenperaturan, proben tenperatura, etengabeko indarraren determinazioa. Indar neurketa etengabe egiten da probetan zehar proben tenperaturan.
7. Etilenoaren edukien eragina
7.1 Etilenaren edukiak EPDM polimeroen tenperatura baxuko errendimenduan eragin handiena du. Etilenazko edukia duten polimeroak% 48tik% 72ra bitartekoak izan ziren kalitate handiko zigilatze formulazioen arabera ebaluatu ziren. Guztiak Mooney biskositatearen aldakuntza murriztea dute helburu, polimero desberdin hauetan ENB sartuz.
EPDM kautxua amorfoa da etilenoa / propilenoaren erlazioa berdina bada eta polimeroen katearen bi monomeroen banaketa ausazkoa bada. EPDM% 48 eta% 54 etilenaren edukia ez da giro-tenperaturan edo gainetik kristalizatzen. Etilenaren edukia% 65era iristen denean, etilenoaren sekuentziak kopurua eta luzera handitzen hasten dira eta kristalak eratu ditzakete DSCko kurbetan 40 ºC-ko kurbatzen diren kristalizazio gailurretan. DSCko gailurrak zenbat eta handiagoa izan, orduan eta handiagoa da kristalak.
7.2 Geroago eztabaidatutako tenperatura baxuko propietateen eraginez, kristalitoaren tamainak kristalezko tamainak kristalak dituzten konposatuak nahasteko eta tratatzeko erraztasunari eragiten dio. Zenbat eta handiagoa izan kristalitoaren tamaina, orduan eta bero eta zizaila lan egin behar da nahasketa fasean polimeroak beste osagaiekin nahasteko. EPDM konposatuen gomazko indar gordina handitzen da etilenoaren edukia handituz. Etilenoaren edukia neurtu zen zigilatze formulazioetan, etilenoaren edukia% 50etik% 68ra handitzeak gutxienez lau tolesturaren igoera izan zuen kautxuaren indarraren ondorioz. Gela-tenperaturaren gogortasuna ere etilenaren edukia handitzen da. Itsasertzak polimero amorfoen itsasgarriaren gogortasuna 63 ° da, eta ertzaren ertzetik etilenaren eduki handiena duen polimeroaren gogortasuna 79 ° da. Etilenoaren sekuentziaren gehikuntzaren ondorioz, itsasgarriaren kristalizazioaren hazkundea eta polimero termoplastikoen gehikuntza gehikuntza da.
7.3 Gogortasuna tenperatura baxuan neurtzen denean, polimero amorfoek gogortasun-aldaketa gutxiago erakusten dutenean, ez da etileniko goi-mailako edukien gogortasunaren aldaketak ez du eredu lineal bat erakusten eta goi mailako tenperaturan, etaniko goi mailako edukiak tenperatura baxuenak izaten jarraitzen dute.
7.4 Konpresio multzoa probaren tenperaturaren araberakoa da neurri handi batean. 175 ºC-tan probatu izanez gero, ez da inolako alderik polimeroen artean konpresio multzoan (multzoa konposatuaren diseinuan eta vulkanizazio sistema aukeratzeak eragina du). Etilenozko kristalak urtzen ondoren, polimeroak forma amorfoa erakusten du, eta etilenaren edukien eragina aztertzeko, probak 23 ºC-tan egin ziren. Etileno altuko edukia duten polimeroek argi eta garbi deformazio iraunkor handiagoa dute (bitan baino gehiago), eta etilenaren edukien eragina are handiagoa da -20 ºC eta -40 ° C-tan probatutakoan. % 60 baino gehiagoko Etiliko edukiak dituzten polimeroek deformazio iraunkor handia dute (>% 80); -40 ºC-tan, polimero guztiz amorfoek soilik deformazio iraunkor baxua dute (% 17).
7.5 Etilenaren edukien eragina Gehman probetatik tenperatura gutxiko gogortzeari buruz. Tenperatura ematen da, zenbat eta izkinan handiagoa izan, orduan eta txikiagoa da zurruntasunaren igoera (edo moduluaren igoera). Tenperatura baxuetan, gogortasun modulua nabarmen handitzen da etilenaren edukia handituz. Polimero amorfoentzat, T2 -47 ° C da, eta Etilenaren eduki handieneko polimeroak -16 ºC-ko T2 bat du.
7.6TR GEHIAGO MAKINAZIOA NEURTZEA Hedapenaren ondoren, Etilenoko edukiak eragin handia du test metodoan, berriro ere Gehman probaren antzekoa.
Gehman probaren antzekoa da. Hainbat polimeroen uzkurdura (%) tenperaturaren funtzio gisa aldatu egiten da, tenperatura txikienetan txikitu gabeko polimero amorfoekin; Hala ere, aurreikusten den moduan, berreskurapena hondatu egiten da etilenoaren edukia tenperatura jakin batean handitzen doan heinean.
Berreskuratzea hondatu da. TR10 balioa aldatu egiten da -53 ºC-tik izorratutako polimero amorfoetarako -28 ºC-ko Etilikoko eduki handia duten polimeroetarako.
7.7 Estres konpresioaren erlaxazioa (EGE) Zikloa
Zikloa. Konparatu konposatuak, utzi 25 ºC-tan erlaxatu 24 h-ko eta ondoren, jarri tenperatura ziklo batean, 24 ºC-tik 110 ºC-ra bitartekoak 24 h-ra. Lehen aldiz konprimituta dagoenean, polimero kristalen ondoren estresa galera handiagoa du polimero amorfoak baino, eta -20 ºC-tan beheratzen denean bi polimeroen zigilatze indarra gutxitzen da, eta polimero amorfoak estresaren atxikipen handia du (F / F0 handiagoa). Konposatua 110 ºC-ra berotzera bere zigilatzeko indarra berreskuratu zuen eta polimero kristalaren gainontzeko zigilatze-indarra bere balioaren% 20 baino txikiagoa izan da, izan ere, aplikazio gehienetarako, polimero amorfoarekin, polimero amorfoek berriro berreskuratze handiagoa dute polimero kristalinoa baino. Hurrengo zikloak antzeko ondorioak eman zituen. Argi dago polimero amorfoak tenperatura altu eta baxuko errendimendua beharrezkoa den aplikazioak zigilatzeko.
8. Diolefin edukiaren eragina
Vulcanizaziorako behar den puntu insaturatua emateko, ENB, HX eta DCPD bezalako diolfing ez direnak ez dira gehitzen etilenazko propileno polimeroei. Lotura bikoitz batek polimeroen matrizean erreakzionatzen du, bigarrenak kate molekular polimerizatuaren osagarri gisa jokatzen du eta sufre horia vulcanization vulkanizazio puntua eskaintzen du. ENBren efektua haizetako (euria) barra profiletan ebaluatu zen. % 2,% 6 eta% 8 ENB dituzten polimeroak alderatu ziren. ENB-k eragin handia izan zuen vulkanizazio ezaugarrietan eta gurutzadura dentsitatearen eragin handia izan zuen. Modulua handitu egin zen, luzapenak nabarmen gutxitu bitartean. Gogortasuna handitu egin da eta tenperatura igoeran zehar hobetu da. EHB edukia handitzen doan heinean, Charring denbora laburragoa bihurtzen da.
ENB Material amorfoa da, eta polimeroen bizkarrezurrean gehitzen denean, polimeroaren etilenazko zatia kristalizatzen du, beraz, etileno eduki berdina duten polimeroak lor daitezke, eta ENBren goi-edukiak tenperatura baxuko propietateak hobetzen ditu. Giro-tenperaturan, ENB goi mailako edukiak zertxobait hobetzen du Crosslink dentsitate hobetua dela eta. Hala ere, tenperatura baxuetan, ENB edukia altuagoa duten polimeroen konpresio multzoa% 2 ENB edukia duten polimeroek baino nabarmen hobea da. ENB edukien tenperaturaren tenperaturaren, tenperaturaren eta gehikarren proben eraginik ez zuen eraginik izan, orokorrean polimeroen arteko tenperaturaren tenperaturan eta Gehmanen proba eta TR probarako, polimero bakoitzak tenperatura baxuko propietateak hobekuntza erakutsi zuen ENB edukia handituz doazen tenperatura baxuko propietateetan.
9. Mooney biskositatearen eragina tenperatura baxuko propietateetan
Ezaguna da Mooney Viscosity (masa molekularrak) efektu garrantzitsua duela elastomeroen prozesatzeko portaeran. Extrusion eta moldatzeko aplikazioak estrusio eta moldaketa aplikazioetan, garrantzitsua da konposatu bat hautatzea Mooney biskositate balio egokiarekin. Tenperatura baxuko propietateen gaineko formulazio bera erabilita, tenperatura baxuko propietateak, Mooney Biskositatea, Mooney Viscosities 30, 60 eta 80-ko polimeroak aztertu ziren, eta konposatuen arteko mooney biskositatea areagotu egin zen polimeroen mooney biskositatea handitzen zenean. Tentsio indarra, modulua eta gomazko gordinaren indarra handitu ziren Mooney biskositatea handituz. Mooney biskositatearen efektua EPDMren tenperatura baxuko propietateetan ez da esanguratsua izan. Hala ere, konpresio iraunkorra giro-tenperaturan, -20 ºC eta -40 ºC-k handitzen da masa molekularra handituz. Hala ere, giro-tenperaturan, -20 ºC eta -40 ºC-ko konpresioa ez da nabarmen aldatu masa molekularra handituz, eta tenperatura altuetan (175 ° C) ezarritako konpresioek aldaketa batzuk erakutsi zituzten EPDM itsasgarrien MOONE-ren biskokortasun handiagoak.
10. Ondorioa
Etilenoaren eta Diolefe Edukiak efektu garrantzitsua du EPDM elastomeroen errendimenduan tenperatura baxuko aplikazioetan, etileno kopuru baxua duten polimeroekin ondo funtzionatzen duena eta diolefinaren edukia hobetzeko polimeroak hobetzeko. Etilenaren eduki txikiko polimeroak erabili behar dira tenperatura baxuko errendimendua muga denean.
