A gumiiparban a szakítószilárdság alapvető mechanikai tulajdonság. Ez a kísérleti paraméter a vulkanizált gumikeverék végső szilárdságát méri. Még ha egy gumiterméket soha nem is húznak meg közel a végső szakítószilárdságához, a gumitermékek sok felhasználója továbbra is a keverék általános minőségének fontos mutatójaként tekint rá. A szakítószilárdság ezért nagyon általános specifikáció, és bár egy adott termék végfelhasználásának nem sok köze van hozzá, a készítőknek gyakran mindent meg kell tenniük, hogy megfeleljenek ennek.

1. Általános elvek

A legnagyobb szakítószilárdság elérése érdekében általában olyan elasztomerekkel kell kezdeni, ahol alakváltozás által kiváltott kristályosodás fordulhat elő, pl. NR, CR, IR, HNBR.

2. Természetes gumi NR

A természetes gumi alapú ragasztók általában nagyobb szakítószilárdsággal rendelkeznek, mint a neoprén ragasztóké. A természetes gumi különféle minőségei közül az 1. számú füstfólia rendelkezik a legnagyobb szakítószilárdsággal. Beszámoltak arról, hogy legalábbis a kormot töltött vegyületek esetében a 3. számú füstfólia jobb szakítószilárdságot ad, mint az 1. füstfólia. Természetes gumikeverékeknél kerülni kell a kémiai lágyítókat (plasztizolt), például a bifenil-amidotiofenolt vagy a pentaklór-tiofenolt (PCTP), mivel ezek csökkentik a vegyület szakítószilárdságát.

3. Kloroprén CR

A kloroprén (CR) egy deformáció által kiváltott kristályos gumi, amely töltőanyagok hiányában nagy szakítószilárdságot biztosít. Valójában a szakítószilárdság néha növelhető a töltőanyag mennyiségének csökkentésével. A CR nagyobb molekulatömege nagyobb szakítószilárdságot eredményez.

4. Nitril gumi NBR

A magas akrilnitril (ACN) tartalmú NBR nagyobb szakítószilárdságot biztosít. A szűk molekulatömeg-eloszlású NBR nagyobb szakítószilárdságot ad.

5. A molekulatömeg befolyása

Az optimalizálás révén a nagy meniszkusz viszkozitású és nagy molekulatömegű NBR-ek használata nagyobb szakítószilárdságot eredményez.

6. Karboxilezett elasztomerek

Fontolja meg a nem karboxilezett NBR-t karboxilezett XNBR-re, a nem karboxilezett HNBR-t pedig karboxilezett XHNBR-re a vegyület szakítószilárdságának javítása érdekében.

A karboxilezett NBR megfelelő mennyiségű cink-oxiddal nagyobb szakítószilárdságot biztosít, mint a hagyományos NBR.

7. EPDM

A félkristályos EPDM (magas etiléntartalom) használata nagyobb szakítószilárdságot biztosít.

8. Reaktív EPDM

A módosítatlan EPDM-nek 2%-os (tömegfrakció) maleinsavanhidriddel módosított EPDM-mel való helyettesítése NR-vel keverékekben növeli az NR/EPDM vegyületek szakítószilárdságát.

9. Gélek

A szintetikus gélek, például az SBR általában stabilizátorokat tartalmaznak. Ha azonban SBR-vegyületeket 163 °C feletti hőmérsékleten keverünk össze, laza gélek (amelyek elkeverhetők) és tömör gélek (amelyek nem keverhetők el, és bizonyos oldószerekben nem oldódnak) keletkezhetnek. Mindkét típusú gél csökkenti a vegyület szakítószilárdságát. Ezért az SBR keverési hőmérsékletét óvatosan kell kezelni.

10. Vulkanizálás

A nagy szakítószilárdság elérésének fontos módja a térhálósodási sűrűség optimalizálása, az alul kénezés és az utóvulkanizálás elkerülése, valamint a gumi felhólyagosodásának elkerülése a vulkanizálás során az elégtelen nyomás vagy illékony komponensek használata miatt.

11. Nyomáscsepp vulkanizálás

Az autoklávban vulkanizált termékeknél a hólyagképződés és az ebből eredő szakítószilárdság-csökkenés elkerülhető a nyomás fokozatos csökkentésével a vulkanizálás végéig, ezt nevezik „nyomásesés-vulkanizálásnak”.

12. Vulkanizálási idő és hőmérséklet

Alacsonyabb hőmérsékleten a hosszabb vulkanizálási idők több kéntartalmú kötéshálózatok kialakulását, nagyobb kén keresztkötési sűrűséget és ennek következtében nagyobb szakítószilárdságot eredményeznek.

13. A szakítószilárdság javítható jobb keverési technikákkal az erősítő töltőanyagok, például a korom diszperziójának javítása érdekében, miközben elkerülhető a szennyeződések vagy a nagy, nem diszpergált komponensek keveredése.

14. Töltőanyagok

A töltőanyagok, például a korom vagy a szilícium-dioxid esetében a kis részecskeméret és a nagy fajlagos felület megválasztása hatékonyan javíthatja a szakítószilárdságot. Kerülni kell a nem erősítő vagy töltőanyagokat, mint például agyag, kalcium-karbonát, talkum, kvarchomok stb.

15. Korom

A korom jól eloszlatása érdekében a töltetet az optimális szintre kell növelni a szakítószilárdság javítása érdekében. A kis szemcseméretű koromnak alacsony az optimális töltési mennyisége. A korom fajlagos felületének növelése és a korom diszperziójának javítása a keverési ciklus meghosszabbításával javíthatja a gumi szakítószilárdságát.

16. Fehér korom

A nagy fajlagos felületű kicsapott szilícium-dioxid alkalmazása hatékonyan javíthatja a vegyület szakítószilárdságát.

17. Lágyítók

A lágyítókat kerülni kell, ha nagy szakítószilárdságra van szükség.

18. Az NBR vegyületek vulkanizálása során a hagyományos vulkanizálást nehezebb egyenletesen eloszlatni, ezért a magnézium-karbonáttal kezelt kén jobban diszpergálódik poláris vegyületekben, például NBR-ben. Ha a vulkanizálószer nincs jól eloszlatva, a szakítószilárdság súlyosan csökkenhet.

19. Több kén kötésű térhálósító hálózat

A hagyományos vulkanizáló rendszereknél a térhálósító hálózatot a poliszulfid kötések uralják; EV esetén a térhálósító hálózatot az egyszeres és kettős szulfidkötések uralják, az előbbi nagyobb szakítószilárdságot eredményez.

20. Ionos térhálósító hálózatok

Az ionos térhálós vegyületeknek nagyobb a szakítószilárdsága, mivel a térhálósított pontok elcsúszhatnak, így elmozdulhatnak anélkül, hogy elszakadnának.

21. Stresszkristályosodás

A természetes gumi és a neoprén tartalmú stresszkristályok kombinációja a ragasztóban segít a szakítószilárdság növelésében.