Eu-coltach ri thermoplastics, bidh elastomers mar as trice air an cleachdadh thairis air raon farsaing de theodhachd agus gu math os cionn an teòthachd gluasaid glainne (Tg). Is e na buannachdan a tha aig elastomers thairis air thermoplastics an comas faighinn air ais cha mhòr gu tur bhon staid tensile (elasticity àrd), a bharrachd air an elasticity coitcheann aca, cruas ìosal agus feartan modulus ìosal. Nuair a thèid elastomers a chleachdadh fo teòthachd an t-seòmair, tha iad a 'sealltainn àrdachadh ann an cruas, àrdachadh ann am modulus, agus lùghdachadh ann an elasticity. Nuair a thèid elastomers a chleachdadh fo teòthachd an t-seòmair, tha e buailteach àrdachadh a dhèanamh air cruas, modulus a mheudachadh, elasticity a dhol sìos (tensile ìosal) agus teannachadh air a shuidheachadh gus àrdachadh. A rèir an duilgheadas leis an elastomer, faodaidh dà iongantas tachairt aig an aon àm - cruadhachadh glainne agus criostalachadh pàirt - tha CR, EPDM, NR nan eisimpleirean de elastomers a tha a’ nochdadh criostalachadh.
1. Sealladh farsaing air deuchainn teòthachd ìosal
Thathas air a bhith a’ cleachdadh brisgeachd, teannachadh deformation maireannach, tarraing air ais, cruadhachadh agus cruadhachadh cryogenic airson grunn bhliadhnaichean gus feartan polymer a chomharrachadh aig teòthachd ìosal. Tha fois cuideam teannachaidh gu ìre mhath ùr agus tha e ag amas air a bhith a’ dearbhadh feachd ròin stuth thar ùine fo dhiofar shuidheachaidhean àrainneachd.
2. Brittleness Teòthachd
Tha ASTM D 2137 a’ mìneachadh an teòthachd brisg mar an teòthachd as ìsle aig nach bi rubair vulcanized a’ nochdadh briseadh no briseadh fo chumhachan buaidh sònraichte. Thathas ag ullachadh còig sampallan rubair de chumadh ro-shuidhichte, air an cur ann an seòmar no meadhan leaghan, le ùmhlachd do theodhachd stèidhichte airson 3 ± 0.5min, agus an uairsin le astar buaidh 2.0 ± 0.2m / s. Tha na sampallan air an toirt air falbh agus fo dheuchainn buaidh no briseadh. Tha an sampall air a thoirt air falbh agus air a dhearbhadh airson buaidh no briseadh, uile gun mhilleadh. Chaidh an deuchainn ath-aithris suas gu teòthachd brisg - bha an teòthachd as ìsle aig nach deach briseadh a lorg gu math faisg air 1 ° C.
3. Seata teannachaidh teòthachd ìosal agus cruadhachadh teòthachd ìosal
Tha am modh deuchainn airson seata teannachaidh teòthachd ìosal glè fhaisg air an t-seata teannachaidh àbhaisteach, ach a-mhàin gu bheil an teòthachd fo smachd cuid de dhòighean lùtha, leithid deigh thioram, nitrigin leaghaidh, no dòighean meacanaigeach, agus tha an luach taobh a-staigh ± 1 ° C den teòthachd ro-shuidhichte. Às deidh faighinn seachad air an tàmh-àirneis, tha an sampall cuideachd air a chuir aig an teòthachd ìosal ro-shuidhichte agus air a chumadh gu trast-thomhas de 29 mm agus tighead de 12.5 mm. Tha seata teannachaidh teòthachd ìosal na dhòigh neo-dhìreach airson a bhith a’ seuladh thagraidhean den todhar sin. Is e fois cuideam teannachaidh an dòigh dhìreach agus thèid a dheasbad nas fhaide air adhart. Mar as trice bidh cruadhachadh teòthachd ìosal cuideachd air a dhearbhadh le bhith a’ cleachdadh sampall seata teannachaidh vulcanized (29mm x 12.5mm), ach air ath-dheuchainn aig smachd teothachd ìosal, a tha an aon rud ris an fhear airson seata teannachaidh, agus an uairsin a-rithist aig an aon teòthachd ris an teòthachd shuidhichte aca. Tha fuarachadh a’ toirt buaidh dhìreach air an t-seata cruadhachaidh agus teòthachd ìosal, ach cuideachd le claonadh an polymer a bhith a’ criostalachadh, leis an ìre criostalachaidh an urra ri teòthachd, me, bidh CR a’ criostalachadh nas luaithe timcheall air -10 ° C, agus an uairsin a’ lughdachadh aig teòthachd nas ìsle, gu h-àraidh air sgàth neo-ghluasadachd nan earrannan slabhraidh polymer (bidh na slabhraidhean moileciuil a’ reothadh mus tèid an ath-rèiteachadh).
4. Gehman Teòthachd Ìosal Cruadhachadh
Tha ASTM D 1053 a’ toirt cunntas air an dòigh cruadhachaidh aig teòthachd ìosal mar a leanas: tha sreath de shamhlaichean polymer elastagach ceangailte gu daingeann ri uèir le seasmhachd torsional aithnichte, agus tha ceann eile na h-uèir ceangailte ri ceann torsion a tha comasach air leigeil leis an uèir a bhith air a toinneamh. Tha na sampallan air am bogadh ann am meadhan gluasad teas aig teòthachd sònraichte nas ìsle na an àbhaist, agus aig an àm sin tha ceann torsion air a thoinneamh le 180 °, agus an uairsin tha na sampallan air an toinneamh le tomhas (nas lugha na 180 °) a tha an urra ri cùl an t-sampall sùbailteachd agus stiffness. An uairsin cleachd an tomhas de goniometer gus faighinn a-mach dè an ìre de thionndadh sampaill, ceàrn toinneamh agus cruas an stuth rubair. Tha teòthachd an t-siostaim air àrdachadh mean air mhean aig an ìre seo, agus gheibhear plota den cheàrn toinneamh an aghaidh teòthachd. Mar as trice bidh an teodhachd aig a bheil am modulus a’ ruighinn T2, T10, agus T100 air an clàradh mar cho-ionann ris an luach modulus aig teòthachd an t-seòmair.
5. Tilleadh Teòthachd Ìosal (TR Test)
Tha an deuchainn TR air a chleachdadh gus measadh a dhèanamh air comas sampall anns an staid tensile nuair a thathas a’ cleachdadh deformachadh maireannach teannachaidh agus fois cuideam teannachaidh air a dhearbhadh le cuideam teannachaidh gus buaidhean teòthachd ìosal a dhearbhadh. Mar a chaidh a mhìneachadh na bu thràithe, bidh mòran polymers mar NR agus PVC a’ criostal aig teòthachd ìosal, ach faodaidh sìneadh criostalachadh cuideachd, a’ leantainn gu factaran a bharrachd nuair a choimheadas tu air feartan teòthachd ìosal. Airson tagraidhean measaidh leithid crochadair èiteachaidh, tha TR fo theannachadh gu math iomchaidh agus air a chleachdadh gu tric. Anns an deuchainn seo, tha an sampall fada (gu tric le 50% no 100%) agus reòta ann an staid fhada. Tha an sampall air a leigeil ma sgaoil, agus aig an àm sin tha an teòthachd air a thogail aig ìre shuidhichte gus faighinn seachad air an sampall a thomhas, tha fad an crìonadh air a thomhas agus tha an leudachadh air a chlàradh. Tha an teodhachd aig a bheil an sampall a’ crìonadh le 10%, 30%, 50%, agus 70% mar as trice air an ainmeachadh mar TR10, TR30, TR50, agus TR70. Tha TR10 co-cheangailte ri teòthachd brisg; Tha TR70 a’ buntainn ri deformachadh maireannach an t-sampall ann an teannachadh aig teòthachd ìosal; agus tha an eadar-dhealachadh eadar TR10 agus TR70 air a chleachdadh gus criostalachadh an t-sampall a thomhas (mar as motha an eadar-dhealachadh, is ann as motha a tha e buailteach criostalachadh).
6 . Fuasgladh cuideam teannachaidh aig teòthachd ìosal (CSR)
Faodar an deuchainn CSR a chleachdadh gus ro-innse a dhèanamh mu choileanadh agus beatha stuthan ròin. Nuair a gheibh todhar elastomeric deformation seasmhach, thèid feachd aonaichte a chruthachadh, agus tha comas an stuth an fheachd seo a chumail taobh a-staigh raon àrainneachd sònraichte a’ tomhas a chomas ròin. Bidh an dà chuid uidheamachd corporra is ceimigeach a’ cur ri fois cuideam, stèidhichte air ùine agus teòthachd, bidh smachd aig aon fheart, thathas a’ cumail sùil air fois corporra aig teòthachd ìosal, dìreach às deidh cuideam sònraichte, a tha a’ leantainn gu ath-rèiteachadh slabhraidh agus atharrachaidhean anns na h-uachdaran rubair-lìonaidh agus lìonadh-lìonaidh, agus tha fois an t-siostam toirt air falbh cuideam air a thionndadh air ais. Aig teòthachd nas àirde, bidh an co-dhèanamh ceimigeach a 'dearbhadh ìre an fhois, nuair a tha na pròiseasan fiosaigeach beag mar-thà agus gu bheil am fois ceimigeach neo-atharrachail, a' leantainn gu briseadh slabhraidh agus ath-bheachdan tar-cheangail. Faodaidh rothaireachd teòthachd no àrdachadh gu h-obann ann an teòthachd buaidh a thoirt air fois cuideam ann an elastomers. Rè an deuchainn CSR, thèid an sampall deuchainn a chuir
Rè deuchainn CSR, bidh fois cuideam air a mheudachadh nuair a tha an sampall deuchainn fo smachd teothachd àrd. Ma thachras fois cuideam tràth san deuchainn, bidh an ìre de shocair a bharrachd ag àrdachadh an toiseach agus tha an luach as àirde aige anns a’ chiad chearcall. Ann am pìos deuchainn mòr tensile gus sampallan gasket a thoirt a-mach (trast-thomhas a-muigh 19mm, trast-thomhas a-staigh 15mm), le tàmh-àirneis elastagach air a dhlùthadh chun an t-sampall chun tighead teòthachd an t-seòmair aca de 25%, agus aig 25 ℃ a-steach don t-seòmar deuchainn àrainneachd, an teòthachd aig 25 ℃ gus 24h a chumail, agus an uairsin sìos gu -20 ℃, air a chumail suas airson an ath chearcall ~ 20 ℃, air a chumail suas le 24 ° teòthachd an uairsin. 24h, an ùine deuchainn gu lèir aig teòthachd deuchainn, teòthachd an deuchainn, dearbhadh feachd leantainneach. Bithear a’ tomhas an fhorsa gu leantainneach fad na h-ùine deuchainn aig teòthachd an deuchainn.
7. Buaidh Susbaint Ethylene
7.1 Tha a’ bhuaidh as motha aig susbaint ethylene air coileanadh teòthachd ìosal polymers EPDM. Chaidh polymers le susbaint Ethylene bho 48% gu 72% a mheasadh fo fhoirmlean seulachaidh àrd-inbhe. Tha iad uile ag amas air an atharrachadh ann an slaodachd mooney a lughdachadh le bhith a’ toirt a-steach ENB anns na diofar polymers sin.
Tha rubair EPDM amorphous ma tha an co-mheas ethylene / propylene co-ionann agus gu bheil cuairteachadh an dà monomers anns an t-sreath polymer air thuaiream. Chan eil EPDM le susbaint ethylene 48% agus 54% a’ criostal aig teòthachd an t-seòmair no nas àirde. Nuair a ruigeas an susbaint ethylene 65%, bidh na sreathan ethylene a ’tòiseachadh a’ dol am meud ann an àireamh agus fad agus faodaidh iad criostalan a chruthachadh, a chithear anns na stùcan criostalachaidh air na lùban DSC timcheall air 40 ° C. Mar as motha na stùcan DSC, is ann as motha a bhios na criostalan a tha a’ cruthachadh.
7.2 A bharrachd air a’ bhuaidh a th’ aig susbaint ethylene air feartan teothachd ìosal air an deach beachdachadh nas fhaide air adhart, tha meud criostalan a’ toirt buaidh air cho furasta sa tha measgachadh agus giullachd choimeasgaidhean anns a bheil criostalan. Mar as motha am meud criostalach, is ann as motha de dh’ obair teas is rùsgaidh a tha a dhìth aig an ìre mheasgachaidh gus am polymer a choimeasgadh gu h-iomlan leis na co-phàirtean eile. Bidh neart rubair amh todhar EPDM a’ meudachadh le àrdachadh ann an susbaint ethylene. Ann an cumaidhean seulachaidh far an deach buaidh susbaint ethylene a thomhas, lean àrdachadh ann an susbaint ethylene bho 50% gu 68% gu àrdachadh co-dhiù ceithir-fhillte ann an neart an rubair. Bidh cruas teòthachd an t-seòmair cuideachd ag àrdachadh le àrdachadh ann an susbaint ethylene. An Cladach Is e cruas an adhesive polymer amorphous 63 °, ach is e cruas a ’Chladaich A den polymer leis an t-susbaint ethylene as àirde 79 °. Tha seo mar thoradh air an àrdachadh ann an sreath ethylene, an àrdachadh ann an criostalachadh anns an adhesive, agus an àrdachadh co-fhreagarrach ann am polymers thermoplastic.
7.3 Nuair a thèid an cruas a thomhas aig teòthachd ìosal, an taca ris na polymers le susbaint àrd ethylene, tha na polymers amorphous a’ nochdadh nas lugha de dh ’atharrachadh ann an cruas, ach chan eil an t-atharrachadh ann an cruas an t-susbaint ethylene nas àirde a’ nochdadh pàtran sreathach agus tha an cruas fhathast àrd aig teòthachd an t-seòmair, gus am bi an cruas as àirde fhathast aig na polymers anns a bheil susbaint ethylene nas àirde aig teòthachd ìosal.
7.4 Tha seata teannachaidh gu mòr an urra ri teòthachd an deuchainn. Ma thèid a dhearbhadh aig 175 ° C, chan eil eadar-dhealachadh sam bith ann an seata teannachaidh eadar gin de na polymers (tha an seata fo bhuaidh dealbhadh an t-saimeant agus an roghainn siostam vulcanization). Às deidh na criostalan ethylene a leaghadh, bidh am polymer a ’taisbeanadh cruth amorphous, agus gus sgrùdadh a dhèanamh air buaidh susbaint ethylene, chaidh deuchainnean a dhèanamh aig 23 ° C. Tha e soilleir gu bheil deformachadh maireannach nas àirde aig polymers le susbaint ethylene nas àirde (barrachd air a dhà uimhir nas motha), agus tha buaidh an t-susbaint ethylene eadhon nas motha nuair a thèid a dhearbhadh aig -20 ° C agus -40 ° C. Tha deformachadh maireannach àrd (> 80%) aig polymers le barrachd air susbaint ethylene 60%; aig -40 ° C, is e dìreach na polymers làn amorphous aig a bheil deformachadh maireannach ìosal (17%).
7.5 Buaidh susbaint ethylene air cruadhachadh teòthachd ìosal bho dheuchainnean Gehman. Le teòthachd, mar as àirde an oisean, is ann as ìsle a bhios an àrdachadh ann an stiffness (no àrdachadh ann am modulus). Aig teòthachd ìosal, bidh am modulus stiffness ag àrdachadh gu mòr le àrdachadh ann an susbaint ethylene. Airson polymers amorphous, is e an T2 -47 ° C, agus tha T2 de dìreach -16 ° C aig an polymer susbaint ethylene as àirde.
7.6TR A’ tomhas faighinn air ais lughdachadh sampaill às deidh reothadh leudachaidh, tha buaidh mhòr aig susbaint ethylene air an dòigh deuchainn, a tha a-rithist coltach ri deuchainn Gehman.
Tha seo coltach ri deuchainn Gehman. Tha crìonadh (%) de na diofar polymers ag atharrachadh mar ghnìomh teòthachd, leis na polymers amorphous a’ faighinn an lughdachadh lughdachadh as àirde aig teòthachd ìosal; ach, mar a bha dùil, bidh an t-ath-bheothachadh a’ dol sìos mar a bhios susbaint ethylene ag àrdachadh aig teòthachd sònraichte.
ath-bheothachadh a 'crìonadh. Tha luach TR10 ag atharrachadh bho -53 ° C airson polymers amorphous gu -28 ° C airson polymers le susbaint àrd ethylene.
7.7 Cearcall fois teannachaidh (CSR).
Rothaireachd. Dèan teannachadh air na todhar, leig leotha fois a ghabhail aig 25 ° C airson 24 h, agus an uairsin cuir iad ann an cearcall teòthachd eadar -20 ° C gu 110 ° C bho àm gu àm airson 24 h. Nuair a thèid a dhlùthadh airson a ’chiad uair, às deidh na h-ùine cothromachaidh, tha call cuideam nas àirde aig polymer criostalach E na am polymer amorphous, agus nuair a thèid a lughdachadh gu -20 ° C bidh feachd seulachaidh an dà pholaimeadair a’ lughdachadh, fhad ‘s a tha an polymer amorphous A tha gleidheadh àrd de chuideam (F / F0 nas àirde). Le bhith a 'teasachadh an stuth gu 110 ° C ath-nuadhaich an fheachd ròin aige, agus nuair a chaidh a thoirt air ais gu -20 ° C, bha an fheachd ròin a bha air fhàgail den polymer criostalach nas lugha na 20% de a luach, a thathar a' meas sa chumantas ro ìosal airson a 'mhòr-chuid de thagraidhean, leis a' polymer amorphous a 'gleidheadh barrachd air 50% den fheachd ròin aige, agus an polymer amorphous a-rithist a' faighinn nas àirde na am polymer criostalach. Thàinig co-dhùnaidhean coltach ris an ath chuairt. Tha e soilleir gu bheil polymers amorphous nas fheàrr airson tagraidhean seulachaidh far a bheil feum air coileanadh teòthachd àrd is ìosal.
8. Buaidh Susbaint Diolefin
Gus am puing neo-shàthaichte a tha riatanach airson vulcanization a thoirt seachad, thèid diolefins neo-chòmhlach leithid ENB, HX agus DCPD a chur ri polymers ethylene propylene. Bidh aon cheangal dùbailte ag ath-fhreagairt anns a’ mhaitrix polymer, fhad ‘s a tha an dàrna fear ag obair mar thaic ris an t-sreath moileciuil polymerized agus a’ toirt seachad a ’phuing vulcanization airson vulcanization buidhe sulbhur. Chaidh buaidh ENB a mheasadh ann am pròifilean bàr windshield (uisge). Chaidh coimeas a dhèanamh eadar polymers anns an robh 2%, 6% agus 8% ENB. Bha buaidh mhòr aig cur-ris ENB air feartan vulcanization agus dùmhlachd crosslink. Mheudaich modulus fhad ‘s a bha leudachadh air a dhol sìos gu mòr. Mheudaich an cruas agus thàinig piseach air an t-seata teannachaidh nuair a dh’ èirich teòthachd. Mar a bhios susbaint ENB a’ dol am meud, bidh an ùine losgaidh a’ fàs nas giorra.
Is e stuth amorphous a th ’ann an ENB, agus nuair a thèid a chur ris a’ chnàimh-droma polymer, bidh e a ’cur dragh air criostalachadh a’ chuibhreann ethylene den polymer, gus am faighear polymers leis an aon shusbaint ethylene, agus bidh susbaint nas àirde de ENB a ’leasachadh feartan teòthachd ìosal. Aig teòthachd an t-seòmair, bidh an susbaint ENB nas àirde a ’leasachadh beagan an t-seata teannachaidh mar thoradh air an dùmhlachd crosslink leasaichte. Ach, aig teòthachd ìosal, tha an seata teannachaidh de na polymers le susbaint ENB nas àirde gu math nas fheàrr na an fheadhainn de na polymers le susbaint 2% ENB. Cha do sheall buaidh susbaint ENB air teodhachd brittleness, toirt air ais teòthachd, agus deuchainn Gehman eadar-dhealachadh mòr sam bith ann an teòthachd brisgeachd eadar polymers san fharsaingeachd, agus airson deuchainn Gehman agus an deuchainn TR, sheall gach polymer leasachadh ann an togalaichean aig teòthachd ìosal le àrdachadh ann an susbaint ENB.
9. Buaidh slaodachd na gealaich air togalaichean aig teòthachd ìosal
Tha fios gu bheil slaodachd mooney (màs moileciuil) a’ toirt buaidh mhòr air giùlan giollachd elastomers. Ann an tagraidhean eas-tharraing agus cumadh Ann an tagraidhean eas-tharraing agus cumadh, tha e cudromach todhar a thaghadh le luach slaodachd Mooney iomchaidh. A’ cleachdadh an aon chruth a chaidh a chleachdadh airson sgrùdadh a dhèanamh air buaidh an treas monomer, ENB, air feartan teothachd ìosal gus slaodachd Mooney a sgrùdadh, chaidh coimeas a dhèanamh eadar polymers le slaodachd Mooney de 30, 60, agus 80, agus chaidh slaodachd Mooney nan todhar àrdachadh mar a dh’ èirich slaodachd Mooney de na polymers a chaidh a chleachdadh. Mheudaich neart tensile, modulus, agus neart rubair amh le bhith a’ sìor fhàs slaodachd Mooney. Cha robh buaidh slaodachd Mooney air feartan teòthachd ìosal EPDM cudromach. Ach, tha an deformachadh maireannach teannachaidh aig teòthachd an t-seòmair, -20 ° C agus -40 ° C ag àrdachadh le àrdachadh mòr moileciuil. Ach, cha do dh’ atharraich an teannachadh a chaidh a shuidheachadh aig teòthachd an t-seòmair, -20 ° C agus -40 ° C gu mòr le àrdachadh mòr moileciuil, ach sheall an teannachadh a chaidh a shuidheachadh aig teòthachd àrdaichte (175 ° C) cuid de dh’ atharrachaidhean airson slaodachd mooney nas àirde de na adhesives EPDM.
10. Co-dhùnadh
Tha buaidh mhòr aig an t-susbaint ethylene agus diolefin air coileanadh elastomers EPDM ann an tagraidhean teòthachd ìosal, le polymers le susbaint ìosal ethylene a’ coileanadh gu math agus polymers le susbaint àrd diilefin a’ fàs nas fheàrr mar thoradh air criostalachadh troimhe-chèile de chuibhreann ethylene an polymer. Bu chòir polymers le susbaint ìosal ethylene a chleachdadh nuair a tha coileanadh teòthachd ìosal na chuingealachadh.
