در صنعت لاستیک، استحکام کششی نهایی یک ویژگی مکانیکی اساسی است. این پارامتر تجربی استحکام نهایی یک ترکیب لاستیکی ولکانیزه را اندازه گیری می کند. حتی اگر یک محصول لاستیکی هرگز به مقاومت کششی نهایی خود نزدیک نشود، بسیاری از کاربران محصولات لاستیکی همچنان آن را به عنوان یک شاخص مهم از کیفیت کلی ترکیب می دانند. بنابراین استحکام کششی یک مشخصات بسیار کلی است، و اگرچه استفاده نهایی از یک محصول خاص ارتباط چندانی با آن ندارد، فرمول‌سازان اغلب مجبورند برای برآورده کردن آن تلاش خود را انجام دهند.

1. اصول کلی

برای به دست آوردن بالاترین استحکام کششی، معمولاً باید با الاستومرهایی که کریستالیزاسیون ناشی از کرنش ممکن است رخ دهد، شروع کرد، به عنوان مثال NR، CR، IR، HNBR.

2. لاستیک طبیعی NR

چسب های مبتنی بر لاستیک طبیعی معمولاً دارای استحکام کششی بالاتری نسبت به چسب های نئوپرن هستند. از بین گریدهای مختلف لاستیک طبیعی، فیلم فوم شماره 1 دارای بالاترین مقاومت کششی است. گزارش شده است که حداقل در مورد ترکیبات پر شده از کربن سیاه، فیلم دودی شماره 3 استحکام کششی بهتری نسبت به فیلم دودی شماره 1 می دهد. برای ترکیبات لاستیک طبیعی، باید از نرم کننده های شیمیایی (پلاستیزول) مانند بی فنیل آمیدوتیوفنول یا پنتاکلروتیوفنول (PCTP) اجتناب شود، زیرا استحکام کششی ترکیب را کاهش می دهند.

3. کلروپرن CR

کلروپرن (CR) یک لاستیک کریستالی ناشی از کرنش است که در غیاب پرکننده ها استحکام کششی بالایی می دهد. در واقع، گاهی اوقات می توان با کاهش مقدار پرکننده، استحکام کششی را افزایش داد. وزن مولکولی بالاتر CR استحکام کششی بالاتری را ایجاد می کند.

4. لاستیک نیتریل NBR

NBR با محتوای بالای اکریلونیتریل (ACN) استحکام کششی بالاتری می دهد. NBR با توزیع وزن مولکولی باریک استحکام کششی بالاتری می دهد.

5. تأثیر وزن مولکولی

با بهینه سازی، استفاده از NBR ها با ویسکوزیته منیسک بالا و وزن مولکولی بالا استحکام کششی بالاتری می دهد.

6. الاستومرهای کربوکسیله

جایگزینی NBR بدون کربوکسیله با XNBR کربوکسیله و HNBR غیر کربوکسیله با XHNBR کربوکسیله شده را برای بهبود استحکام کششی ترکیب در نظر بگیرید.

NBR کربوکسیله با مقدار مناسب اکسید روی استحکام کششی بالاتری نسبت به NBR معمولی می دهد.

7. EPDM

استفاده از EPDM نیمه کریستالی (محتوای اتیلن بالا) استحکام کششی بالاتری می دهد.

8. EPDM واکنشی

جایگزینی EPDM اصلاح نشده با 2% (کسر جرمی) مالئیک انیدرید اصلاح شده EPDM در مخلوط با NR، استحکام کششی ترکیبات NR/EPDM را افزایش می دهد.

9. ژل

ژل های مصنوعی مانند SBR عموماً دارای تثبیت کننده هستند. با این حال، هنگام مخلوط کردن ترکیبات SBR در دمای بالاتر از 163 درجه سانتیگراد، هم ژل های شل (که می توان آنها را مخلوط کرد) و هم ژل های سفت (که نمی توانند با هم مخلوط شوند و در حلال های خاصی نامحلول هستند) تولید می شود. هر دو نوع ژل استحکام کششی ترکیب را کاهش می دهند. بنابراین، دمای اختلاط SBR باید با دقت درمان شود.

10. ولکانیزاسیون

یک راه مهم برای به دست آوردن استحکام کششی بالا، بهینه سازی چگالی اتصال متقابل، جلوگیری از گوگرد کمتر، پس از ولکانیزاسیون و جلوگیری از تاول زدن لاستیک در حین ولکانیزاسیون به دلیل فشار ناکافی یا استفاده از اجزای فرار است.

11. ولکانیزه کردن با افت فشار

برای محصولات ولکانیزه شده در اتوکلاوها، با کاهش تدریجی فشار تا پایان ولکانیزاسیون، می توان از تشکیل تاول ها و کاهش مقاومت کششی ناشی از آن جلوگیری کرد، این به عنوان 'ولکانیزاسیون افت فشار' شناخته می شود.

12. زمان و دمای ولکانیزاسیون

زمان‌های ولکانیزاسیون طولانی‌تر در دماهای پایین‌تر منجر به تشکیل شبکه‌های پیوند چند گوگردی، چگالی اتصال متقابل گوگرد و در نتیجه استحکام کششی بالاتر می‌شود.

13. استحکام کششی را می توان با تکنیک های اختلاط بهتر برای بهبود پراکندگی پرکننده های تقویت کننده مانند کربن سیاه بهبود بخشید، در حالی که از اختلاط ناخالصی ها یا اجزای بزرگ پراکنده نشده اجتناب می شود.

14. پرکننده ها

برای پرکننده هایی مانند کربن بلک یا سیلیس، انتخاب اندازه ذرات کوچک با سطح ویژه بزرگ می تواند در بهبود استحکام کششی موثر باشد. از پرکننده های غیر تقویت کننده یا پرکننده مانند خاک رس، کربنات کلسیم، تالک، ماسه کوارتز و غیره باید اجتناب شود.

15. کربن سیاه

برای اطمینان از اینکه کربن سیاه به خوبی پراکنده شده است، پر شدن آن باید تا حد مطلوب افزایش یابد تا استحکام کششی بهبود یابد. کربن سیاه با اندازه ذرات کوچک، مقدار پر شدن بهینه کمی خواهد داشت. افزایش سطح ویژه کربن سیاه و بهبود پراکندگی کربن سیاه با افزایش چرخه اختلاط می تواند استحکام کششی لاستیک را بهبود بخشد.

16. کربن سیاه سفید

استفاده از سیلیس رسوب‌شده با سطح ویژه بالا می‌تواند به طور موثر استحکام کششی ترکیب را بهبود بخشد.

17. نرم کننده ها

در صورت تمایل به استحکام کششی بالا باید از نرم کننده ها اجتناب شود.

18. هنگام ولکانیزاسیون ترکیبات NBR، ولکانیزاسیون معمولی برای پراکندگی یکنواخت دشوارتر است، بنابراین، گوگرد تیمار شده با کربنات منیزیم در ترکیبات قطبی مانند NBR بهتر پراکنده می شود. اگر عامل ولکانیزاسیون به خوبی پراکنده نشود، استحکام کششی می تواند به طور جدی تحت تأثیر قرار گیرد.

19. شبکه اتصال عرضی با پیوند چند گوگردی

با سیستم های ولکانیزاسیون معمولی، شبکه اتصال عرضی تحت سلطه پیوندهای پلی سولفید است. با EV، شبکه اتصال عرضی تحت سلطه پیوندهای سولفیدی منفرد و دوگانه است که اولی منجر به استحکام کششی بالاتری می شود.

20. شبکه های اتصال عرضی یونی

ترکیبات یونی دارای پیوند عرضی استحکام کششی بالاتری دارند زیرا نقاط اتصال عرضی می توانند بلغزند و بنابراین بدون پاره شدن حرکت می کنند.

21. تبلور استرس

ترکیب لاستیک طبیعی و نئوپرن حاوی کریستال های استرس در چسب به افزایش استحکام کششی کمک می کند.