Kontrèman ak tèrmoplastik, elastomè yo anjeneral yo itilize sou yon pakèt tanperati ak siyifikativman pi wo pase tanperati tranzisyon vè yo (Tg). Avantaj ki genyen nan elastomèr sou tèrmoplastik yo se kapasite yo nan refè prèske nèt nan eta a tansyon (segondè Elastisite), osi byen ke Elastisite jeneralize yo, dite ki ba ak pwopriyete modil ki ba. Lè elastomè yo itilize pi ba pase tanperati chanm, yo montre yon ogmantasyon nan dite, yon ogmantasyon nan modil, ak yon diminisyon nan elastisite. Lè elastomè yo itilize pi ba pase tanperati chanm, gen yon tandans pou dite ogmante, modil ogmante, elastisite diminye (tansyon ki ba) ak konpresyon mete ogmante. Tou depan de pwoblèm nan ak elastomèr la, de fenomèn ka rive an menm tan an - redi vè ak kristalizasyon pasyèl - CR, EPDM, NR se kèk egzanp elastomèr ki montre kristalizasyon.
1. Apèsi sou tès tanperati ki ba
Frajilite, konpresyon pèmanan deformation, retraksyon, redi ak redi kriyojenik yo te itilize pou anpil ane yo nan lòd yo karakterize pwopriyete polymère nan tanperati ki ba. Detant estrès konpresyon se relativman nouvo epi li konsantre sou detèmine fòs la sele nan yon materyèl sou yon peryòd de tan nan divès kondisyon anviwònman an.
2. Tanperati brittleness
ASTM D 2137 defini tanperati frajil la kòm tanperati ki pi ba nan ki kawotchou vulkanize pa pral montre ka zo kase oswa rupture anba kondisyon enpak espesifik. Yo prepare senk echantiyon kawotchou ki gen fòm pre-detèmine, mete yo nan yon chanm oswa mwayen likid, sibi yon tanperati fiks pou 3±0.5min, ak Lè sa a, bay yon vitès enpak nan 2.0±0.2m / s. Yo retire espesimèn yo epi yo sibi yon tès enpak oswa rupture. Yo retire echantiyon an epi teste pou enpak oswa ka zo kase, tout san domaj. Tès la te repete jiska tanperati frajil la - tanperati ki pi ba a nan ki pa gen okenn ka zo kase yo te jwenn te trè pre 1 ° C.
3. ba tanperati konpwesyon ansanm ak ba tanperati vin di
Pwosedi tès la pou seri konpresyon ba-tanperati a trè pre sa pou seri konpresyon estanda, eksepte ke tanperati a kontwole pa kèk metòd enèji, tankou glas sèk, nitwojèn likid, oswa metòd mekanik, ak valè a se nan ± 1 °C nan tanperati a prereglaj. Apre rekiperasyon an nan aparèy la, yo mete echantiyon an tou nan tanperati ki ba prereglaj ak modle nan yon dyamèt 29 mm ak yon epesè 12.5 mm. Seri konpresyon ba-tanperati se yon metòd endirèk pou aplikasyon pou sele nan konpoze an nan kesyon an. Detant estrès konpresyon se metòd dirèk la epi yo pral diskite pita. Redi tanperati ki ba tou anjeneral detèmine lè l sèvi avèk yon echantiyon seri konpresyon vulkanize (29mm x 12.5mm), men re-teste nan yon kontwòl tanperati ki ba, ki se menm jan ak sa ki pou mete konpresyon, ak Lè sa a ankò nan tanperati a menm jan ak tanperati mete yo. Redi ak tanperati ki ba-tanperati konpresyon yo afekte dirèkteman pa refwadisman, men tou, pa tandans nan polymère a kristalize, ak pousantaj la nan kristalizasyon depann sou tanperati, egzanp, CR kristalize pi rapid alantou -10 ° C, ak Lè sa a, diminye nan tanperati ki pi ba, sitou akòz imobilite a nan segman yo chèn polymère (chèn yo molekilè friz).
4. Gehman ba tanperati redi
ASTM D 1053 dekri metòd redi ba-tanperati jan sa a: yon seri echantiyon polymère elastik yo fikse tache ak yon fil ki gen yon konstan torsional li te ye, epi lòt bout fil la tache ak yon tèt torsion ki kapab pèmèt fil la dwe trese. Espesimèn yo benyen nan yon mwayen transfè chalè nan yon tanperati espesifik pi ba pase nòmal, lè sa a tèt torsion la trese pa 180 °, ak Lè sa a, espesimèn yo trese pa yon kantite lajan (mwens pase 180 °) ki depann sou envès nan fleksibilite echantiyon an ak rèd. Lè sa a, sèvi ak kantite goniometer pou detèmine kantite echantiyon tòde, ang tòde ak dite materyèl kawotchou a. Tanperati a nan sistèm lan piti piti ogmante nan pwen sa a, epi yo jwenn yon konplo nan ang tòde kont tanperati a. Tanperati yo nan ki modil la rive nan T2, T10, ak T100 anjeneral anrejistre kòm egal a valè modil la nan tanperati chanm.
5. Retraksyon tanperati ki ba (Tès TR)
Yo itilize tès TR a pou evalye kapasite yon echantiyon nan eta a tansyon lè yo itilize deformation pèmanan konpresiv ak detant estrès konpresiv ki detèmine pa estrès konpresiv pou detèmine efè tanperati ki ba. Jan yo te kouvri pi bonè, anpil polymère tankou NR ak PVC pral kristalize nan tanperati ki ba, men etann ka kristalize tou, ki mennen nan faktè adisyonèl lè w ap gade pwopriyete tanperati ki ba. Pou aplikasyon pou evalyasyon tankou sispansyon tiyo echapman, TR anba tansyon trè apwopriye ak souvan itilize. Nan tès sa a, echantiyon an long (souvan pa 50% oswa 100%) ak jele nan eta a long. Se echantiyon an lage, nan moman sa a tanperati a ogmante nan yon pousantaj detèmine pou mezire rekiperasyon echantiyon an, yo mezire longè kontraksyon an epi elongasyon an anrejistre. Tanperati kote echantiyon an retresi pa 10%, 30%, 50%, ak 70% anjeneral yo note kòm TR10, TR30, TR50, ak TR70. TR10 gen rapò ak tanperati frajil la; TR70 gen rapò ak deformation pèmanan echantiyon an nan konpresyon ba-tanperati; ak diferans ki genyen ant TR10 ak TR70 yo itilize pou mezire kristalizasyon echantiyon an (pi gwo diferans lan, se pi gwo tandans nan kristalize).
6 . Relaksasyon estrès konpresyon ki ba tanperati (CSR)
Yo ka itilize tès CSR la pou fè prediksyon sou pèfòmans ak lavi materyèl sele yo. Lè yon konpoze elastomerik bay yon deformation konstan, yo kreye yon fòs konbine, ak kapasite nan materyèl la kenbe fòs sa a nan yon sèten ranje anviwònman mezire kapasite li nan sele. Tou de mekanis fizik ak chimik kontribye nan detant estrès, ki baze sou tan ak tanperati, yon faktè pral domine, detant fizik yo obsève nan tanperati ki ba, imedyatman apre yon estrès bay, ki mennen nan reranje chèn ak chanjman nan sifas yo kawotchou-filler ak filler-filler, ak detant nan sistèm nan retire estrès se revèsib. Nan pi wo tanperati, konpozisyon chimik la detèmine pousantaj detant, lè pwosesis fizik yo deja piti ak detant chimik la irevokabl, ki mennen nan rupture chèn ak reyaksyon kwaze. Tanperati monte bisiklèt oswa ogmantasyon toudenkou nan tanperati ka gen yon efè sou detant estrès nan elastomèr. Pandan tès CSR la, yo mete echantiyon tès la
Pandan tès CSR, detant estrès ogmante lè echantiyon tès la sibi tanperati ki wo. Si detant estrès rive byen bonè nan tès la, kantite detant adisyonèl ogmante an premye epi li gen yon valè maksimòm pandan premye sik la. Nan yon gwo tès tès tensile yo pwodwi echantiyon gasket (19mm dyamèt ekstèn, dyamèt enteryè 15mm), ak yon aparèy elastik yo pral konprese nan echantiyon an nan epesè tanperati chanm yo nan 25%, ak nan 25 ℃ nan chanm nan tès anviwònman an, tanperati a nan 25 ℃ pou kenbe 24h, epi kenbe pou 24h, epi kenbe pa 2 ℃, -20. pwochen tanperati a ant -20 ~ 110 ℃ sik nan 24h, tout tan tès la nan tanperati tès la, tanperati tès la, detèminasyon fòs kontinyèl. Mezi fòs la fèt kontinyèlman pandan tout tan tès la nan tanperati tès la.
7. Efè kontni Ethylene
7.1 Kontni Ethylene gen pi gwo enpak sou pèfòmans tanperati ki ba nan polymère EPDM. Polymères ak kontni Ethylene sòti nan 48% a 72% yo te evalye anba fòmilasyon sele segondè bon jan kalite. Tout vize diminye varyasyon nan viskozite mooney pa entwodwi ENB nan polymère sa yo diferan.
Kawotchou EPDM amorphe si rapò ethylene/propylène egal ak distribisyon de monomè yo nan chèn polymère a o aza. EPDM ak 48% ak 54% kontni ethylene pa kristalize nan oswa pi wo a tanperati chanm. Lè kontni ethylene rive nan 65%, sekans ethylene yo kòmanse ogmante nan kantite ak longè epi yo ka fòme kristal, ki obsève nan pik yo kristalizasyon sou koub DSC yo alantou 40 ° C. Pi gwo DSC pik yo, se pi gwo kristal ki fòme.
7.2 Anplis efè kontni ethylene sou pwopriyete tanperati ki ba yo diskite pita, gwosè kristalit afekte fasilite nan melanje ak pwosesis konpoze ki gen kristal. Pi gwo gwosè kristalit la, se plis chalè ak travay taye ki nesesè nan etap nan melanje konplètman melanje polymère a ak lòt konpozan yo. Fòs kawotchou anvan tout koreksyon konpoze EPDM ogmante ak ogmante kontni etilèn. Nan fòmilasyon sele kote yo te mezire efè kontni etilèn, yon ogmantasyon nan kontni etilèn soti nan 50% a 68% te lakòz omwen yon ogmantasyon kat fwa nan fòs nan kawotchou a. Dite tanperati chanm nan ogmante tou ak ogmante kontni ethylene. Dite Shore A nan adezif polymère amorphe a se 63 °, tandiske dite Shore A nan polymère ki gen pi gwo kontni ethylene se 79 °. Sa a se akòz ogmantasyon nan sekans ethylene, ogmantasyon nan kristalizasyon nan adezif la, ak ogmantasyon ki koresponn lan nan polymère thermoplastique.
7.3 Lè yo mezire dite a nan tanperati ki ba, kontrèman ak polymère ki gen gwo kontni etilèn, polymère amorphe yo montre mwens chanjman nan dite, tandiske chanjman nan dite nan kontni an etilèn ki pi wo a pa montre yon modèl lineyè ak dite a rete wo nan tanperati chanm, se konsa ke polymère yo ki gen pi wo kontni etilèn nan kontinye gen tanperati ki pi wo a dite.
7.4 Konpresyon seri depann lajman sou tanperati tès la. Si yo teste nan 175 ° C, pa gen okenn diferans nan seri konpresyon ant nenpòt nan polymère yo (seri se enfliyanse pa konsepsyon an nan konpoze an ak chwa a nan sistèm vulkanizasyon). Apre k ap fonn kristal etilèn yo, polymère a montre yon fòm amorphe, epi yo nan lòd yo egzamine efè kontni etilèn nan, tès yo te fè nan 23 ° C. Polymers ak yon kontni ethylene pi wo klèman gen pi wo deformation pèmanan (plis pase de fwa plis), ak efè a nan kontni an ethylene se menm pi gwo lè yo teste nan -20 ° C ak -40 ° C. Polymers ki gen plis pase 60% kontni ethylene gen gwo deformation pèmanan (> 80%); nan -40 ° C, sèlman polymère yo konplètman amorphe gen ba deformation pèmanan (17%).
7.5 Efè kontni Ethylene sou redi tanperati ki ba nan tès Gehman yo. Bay yon tanperati, pi wo kwen an, pi ba ogmantasyon nan rèd (oswa ogmantasyon nan modil). Nan tanperati ki ba, modil rèd la ogmante siyifikativman ak ogmante kontni etilèn. Pou polymère amorphe, T2 a se -47 ° C, pandan y ap pi wo polymère kontni ethylene gen yon T2 nan sèlman -16 ° C.
7.6TR Mezire rekiperasyon kontraksyon nan espesimèn apre konjelasyon ekstansyon, kontni an etilèn gen yon efè enpòtan sou metòd tès la, ki se ankò menm jan ak tès la Gehman.
Sa a se menm jan ak tès Gehman la. Kontraksyon an (%) nan polymère yo divès kalite varye kòm yon fonksyon nan tanperati, ak polymère yo amorphe ki gen pi wo rekiperasyon an kontraksyon nan tanperati ki ba; sepandan, jan yo prevwa, rekiperasyon an deteryore kòm kontni an etilèn ogmante nan yon tanperati bay yo.
rekiperasyon deteryore. Valè TR10 varye de -53 ° C pou polymère amorphe rive -28 ° C pou polymère ak kontni segondè ethylene.
7.7 Sik detant estrès konpresyon (CSR).
Sik. Konprese konpoze yo, pèmèt yo detann nan 25 ° C pou 24 èdtan, ak Lè sa a, mete yo nan yon sik nan tanperati ki sòti nan -20 ° C a 110 ° C tanzantan pou 24 èdtan. Lè konprese la pou premye fwa, apre peryòd ekilib la, polymère cristalline E a gen yon pèt pi wo nan estrès pase polymère amorphe a, epi lè bese a -20 ° C fòs la sele nan de polymère yo diminye, pandan y ap polymère a amorphe A gen yon gwo retansyon nan estrès (pi wo F / F0). Chofaj konpoze a 110 ° C retabli fòs poze sele li yo, epi lè yo te pote tounen desann nan -20 ° C, fòs la poze sele ki rete nan polymère cristalline a te mwens pase 20% nan valè li yo, ki jeneralman konsidere kòm twò ba pou pifò aplikasyon, ak polymère amorphe a kenbe plis pase 50% nan fòs poze sele li yo, ak ankò gen polymère amorphe a ki pi wo polymerine recovery. Sik kap vini an bay konklizyon menm jan an. Li klè ke polymère amorphe yo siperyè pou aplikasyon pou sele kote pèfòmans tanperati ki wo ak ba yo mande yo.
8. Efè kontni Diolefin
Pou bay pwen enstore ki nesesè pou vulkanizasyon, yo ajoute dyolefin ki pa konjige tankou ENB, HX ak DCPD nan polymère etilèn pwopilèn. Yon kosyon doub reyaji nan matris polymère a, pandan y ap dezyèm lan aji kòm yon konpleman nan chèn molekilè polimerize a epi li bay pwen vulkanizasyon pou vulkanizasyon jòn souf. Yo te evalye efè ENB nan pwofil ba vit machin (lapli). Polymers ki gen 2%, 6% ak 8% ENB yo te konpare. Anplis de sa nan ENB te gen yon efè enpòtan sou karakteristik sa yo vulkanizasyon ak dansite crosslink. Modil ogmante pandan y ap elongasyon diminye anpil. Dite a ogmante ak seri a konpresyon amelyore pandan ogmantasyon tanperati. Kòm kontni an ENB ogmante, tan an carbonize vin pi kout.
ENB se yon materyèl amorphe, epi lè yo ajoute nan zo rèl do polymère a, li deranje kristalizasyon pòsyon etilèn nan polymère a, pou yo ka jwenn polymère ki gen menm kontni etilèn, ak kontni ki pi wo nan ENB amelyore pwopriyete ki ba-tanperati. Nan tanperati chanm nan, kontni ENB ki pi wo a yon ti kras amelyore seri a konpresyon akòz dansite nan reticulation amelyore. Sepandan, nan tanperati ki ba, seri a konpresyon nan polymères yo ki gen pi wo kontni ENB se siyifikativman pi bon pase sa yo ki nan polymères yo ak 2% kontni ENB. Efè kontni ENB sou tanperati frajil, retraksyon tanperati, ak tès Gehman a pa t montre okenn diferans enpòtan nan tanperati frajil ant polymères an jeneral, epi pou tès Gehman ak tès TR a, chak polymère te montre yon amelyorasyon nan pwopriyete ba-tanperati ak ogmante kontni ENB.
9. Efè Viskozite mooney sou pwopriyete tanperati ki ba
Li se byen li te ye ke mooney viskozite (mas molekilè) gen yon efè enpòtan sou konpòtman an pwosesis nan elastomèr. Nan aplikasyon ekstrizyon ak bòdi Nan aplikasyon ekstrizyon ak bòdi, li enpòtan pou chwazi yon konpoze ki gen yon valè viskozite Mooney apwopriye. Sèvi ak fòmilasyon an menm ki te itilize pou mennen ankèt sou efè twazyèm monomè a, ENB, sou pwopriyete ba-tanperati pou egzamine viskozite Mooney, yo te konpare polymère ak viskozite Mooney nan 30, 60, ak 80, ak viskozite Mooney nan konpoze yo ogmante kòm viskozite Mooney nan polymère yo itilize yo ogmante. Fòs rupture, modil, ak fòs kawotchou anvan tout koreksyon ogmante ak ogmante viskozite Mooney. Efè viskozite Mooney sou pwopriyete tanperati ki ba nan EPDM pa t 'siyifikatif. Sepandan, konpresyon pèmanan deformation nan tanperati chanm, -20 ° C ak -40 ° C ogmante ak ogmante mas molekilè. Sepandan, konpresyon an mete nan tanperati chanm, -20 ° C ak -40 ° C pa t 'chanje anpil ak ogmante mas molekilè, tandiske konpresyon an mete nan tanperati ki wo (175 ° C) te montre kèk chanjman pou pi wo viskozite mooney nan adhésifs EPDM yo.
10. Konklizyon
Kontni ethylene ak dyolefin la gen yon efè enpòtan sou pèfòmans elastomè EPDM nan aplikasyon pou tanperati ki ba, ak polymère ki gen kontni ethylene ki ba fè byen ak polymère ak kontni segondè dyolefin amelyore akòz deranje kristalizasyon pòsyon etilèn nan polymère a. Yo ta dwe itilize polymère kontni ethylene ki ba lè pèfòmans tanperati ki ba se yon limit.
