Ólíkt hitauppstreymi eru teygjur venjulega notaðar yfir breitt svið hitastigs og verulega yfir glerbreytingarhitastiginu (TG). Kostir teygjur yfir hitauppstreymi eru geta þeirra til að ná sér næstum að fullu frá togstiginu (mikilli mýkt), svo og almennri mýkt þeirra, litla hörku og litla eiginleika stuðul. Þegar teygjur eru notaðar undir stofuhita sýna þeir aukningu á hörku, aukningu á stuðul og lækkun á mýkt. Þegar teygjur eru notaðar undir stofuhita er tilhneiging til að hörku aukist, stuðull til að aukast, mýkt til að lækka (lágt tog) og samþjöppun stillt til að aukast. Það fer eftir vandanum við teygjanleika, tvö fyrirbæri geta komið fram á sama tíma - glerherðing og að hluta kristöllun - CR, EPDM, NR eru nokkur dæmi um teygjur sem sýna kristöllun.
1. yfirlit yfir prófanir á lágum hita
Brittleness, þjöppun varanleg aflögun, afturköllun, herða og kryógenherðun hafa verið notuð í mörg ár til að einkenna fjölliða eiginleika við lágt hitastig. Þjöppunar streitu slökun er tiltölulega ný og einbeitir sér að því að ákvarða þéttingarkraft efnis á tímabili við ýmsar umhverfisaðstæður.
2. Brittleness hitastig
ASTM D 2137 skilgreinir hita hve fagnaðarerindið sem lægsta hitastig þar sem vulkaniserað gúmmí mun ekki sýna beinbrot eða rof við tiltekin áhrif skilyrði. Fimm gúmmísýni með fyrirfram ákveðnu lögun eru framleidd, sett í hólf eða fljótandi miðil, látin vera sett hitastig í 3 ± 0,5 mín og síðan fengu högghraða 2,0 ± 0,2 m/s. Sýnishornin eru fjarlægð og látin verða fyrir áhrifum eða rofprófi. Sýnið er fjarlægt og prófað með tilliti til áhrifa eða beinbrots, allt án skemmda. Prófið var endurtekið allt að smurðarhitastiginu - lægsti hitastigið þar sem ekkert beinbrot fannst mjög nálægt 1 ° C.
3.
Prófunaraðferðin fyrir samþjöppunarstillingu með lágum hita er mjög nálægt því fyrir staðlað þjöppunarsett, nema að hitastiginu er stjórnað með einhverri orkuaðferð, svo sem þurrum ís, fljótandi köfnunarefni eða vélrænni aðferðum, og gildið er innan ± 1 ° C frá forstilltu hitastiginu. Eftir bata frá innréttingunni er sýnið einnig sett við forstillta lágan hita og mótað að þvermál 29 mm og þykkt 12,5 mm. Samþjöppunarsett með lágum hitastigi er óbein aðferð til að þétta notkun efnasambandsins sem um ræðir. Þjöppunar streitu slökun er bein aðferð og verður fjallað um það síðar. Herðing með lágum hita er einnig venjulega ákvörðuð með því að nota vulkaniserað þjöppunarstillta sýnishorn (29 mm x 12,5 mm), en prófað aftur við lágt hitastig, sem er það sama og fyrir þjöppunarstillingu, og síðan aftur við sama hitastig og stillt hitastig þeirra. Herðandi og lághitaþjöppun hefur bein áhrif á kælingu, en einnig af tilhneigingu fjölliðunnar til að kristalla, með hraða kristallans háð hitastigi, td Cr kristallast hraðast um -10 ° C, og lækkar síðan við lægri hitastig, aðallega vegna þess að fjölliða keðjuhlutirnir (Molecular Chains frjósast að frjósemi).
4. Gehman lágt hitastig herða
ASTM D 1053 lýsir lághitunaraðferðinni sem hér segir: Röð teygjanlegra fjölliða sýna eru fest fest við vír með þekktum snúningshrygg og hinn endinn á vírnum er festur við torsion höfuð sem getur leyft að snúa vírnum að snúast. Sýnishornin eru sökkt í hitaflutningsmiðli við tiltekið hitastig undir venjulegu, á þeim tíma er snúningshöfuðinu snúið um 180 °, og síðan eru sýni snúin með magni (minna en 180 °) sem er háð andhverfu sveigjanleika sýnisins og stífni. Notaðu síðan magn af goniometer til að ákvarða magn sýnishornsins, snúningshornið og hörku gúmmíefnisins. Hitastig kerfisins er smám saman hækkað á þessum tímapunkti og samsæri snúningshornsins gegn hitastigi fæst. Hitastigið sem stuðullinn nær T2, T10 og T100 er venjulega skráður sem jafnt og stuðulgildið við stofuhita.
5. afturköllun lágs hitastigs (TR próf)
TR prófið er notað til að meta getu sýnisins í togástandi þegar varanleg aflögun og þjöppunarálag sem ákvörðuð er með þjöppunarálagi eru notuð til að ákvarða lágt hitastigáhrif. Eins og fjallað var um áðan, munu margar fjölliður eins og NR og PVC kristalla við lágt hitastig, en teygja getur einnig kristallað, sem leiðir til viðbótarþátta þegar litið er á eiginleika með lágum hita. Fyrir matsforrit eins og útblástursfjöðrun er TR undir spennu mjög viðeigandi og oft notuð. Í þessu prófi er sýnið lengd (oft um 50% eða 100%) og frosið í langvarandi ástandi. Sýnishornið losnar, en þá er hitastigið hækkað með ákveðnum hraða til að mæla endurheimt sýnisins, lengd rýrnunarinnar er mæld og lengingin skráð. Hitastigið sem sýnið minnkar um 10%, 30%, 50%og 70%eru venjulega þekkt sem TR10, TR30, TR50 og TR70. TR10 snýr að hitastiginu á Brittleness; TR70 snýr að varanlegri aflögun sýnisins í lághitaþjöppun; og munurinn á TR10 og TR70 er notaður til að mæla kristöllun sýnisins (því meiri er munurinn, því meiri er tilhneigingin til að kristalla).
6. Lágt hitastig þjöppunar streitu slökun (CSR)
Hægt er að nota CSR prófið til að spá fyrir um frammistöðu og líf þéttingarefna. Þegar teygjanlegt efnasamband er gefið stöðugt aflögun skapast sameinaður kraftur og geta efnisins til að viðhalda þessum krafti innan ákveðins umhverfissviðs mælir getu þess til að innsigla. Bæði eðlisfræðilegir og efnafræðilegir aðferðir stuðla að slökun á streitu, byggð á tíma og hitastigi, mun einn þáttur ráða, líkamleg slökun sést við lágt hitastig, strax eftir tiltekið streitu, sem leiðir til endurskipulagningar á keðju og breytingar á gúmmífyllingar og fyllifyllingarflötum og slökun á streitukerfinu er afturkræft. Við hærra hitastig ákvarðar efnasamsetningin slökunarhraða, þegar eðlisfræðilegir ferlar eru nú þegar litlir og efnafræðileg slökun er óafturkræf, sem leiðir til keðjubrots og krossbindandi viðbragða. Hitastigshjólreiðar eða skyndileg hækkun á hitastigi getur haft áhrif á slökun á streitu í teygjum. Meðan á CSR prófinu stendur er prófunarprófið sett
Við CSR prófun er slökun á streitu aukin þegar prófunarprófið er háð hækkuðu hitastigi. Ef streitu slökun á sér stað snemma í prófinu eykst magn viðbótar slökunar fyrst og hefur hámarksgildi á fyrstu lotu. Í togstóru prófi til að framleiða þéttingarsýni (19 mm ytri þvermál, innra þvermál 15 mm), með teygjanlegu innréttingu verður þykkt í sýnishornið að stofuhitaþykkt þeirra 25%, og við 25 ℃ í umhverfisprófunarhólfið, hitastigið við 25 ℃ til að viðhalda sólarhring, og síðan niður í -20 ℃, viðhaldið fyrir sólarhring, fylgt eftir með næsta hitastigi á milli -20 24 klst., Allur prófunartíminn við prófunarhita, prófunarhitastigið, stöðug ákvörðun á krafti. Kraftmælingin er framkvæmd stöðugt allan prófunartíma við prófunarhitastigið.
7. Áhrif etýleninnihalds
7.1 Etýleninnihald hefur mest áhrif á lágan afköst EPDM fjölliða. Fjölliður með etýleninnihald á bilinu 48% til 72% voru metin undir hágæða þéttingarblöndur. Allt miðar að því að draga úr breytileika í seigju Mooney með því að kynna ENB í þessum mismunandi fjölliðum.
EPDM gúmmí er myndlaust ef etýlen/própýlenhlutfallið er jafnt og dreifing einliða tveggja í fjölliða keðjunni er af handahófi. EPDM með 48% og 54% etýleninnihald kristallast ekki við eða yfir stofuhita. Þegar etýleninnihaldið nær 65%byrja etýlenraðirnar að aukast í fjölda og lengd og geta myndað kristalla, sem sést í kristöllunartoppunum á DSC ferlinum um 40 ° C. Því stærri sem DSC toppar, því stærri eru kristallarnir sem myndast.
7.2 Til viðbótar við áhrif etýleninnihalds á lágan hita eiginleika sem fjallað er um síðar hefur kristallastærð áhrif á auðvelda blöndun og vinnslu efnasambanda sem innihalda kristalla. Því stærri sem kristallastærðin er, því meiri hiti og klippavinnu er krafist á blöndunarstiginu til að blanda fjölliðunni að fullu við hina íhlutina. Hráa gúmmístyrkur EPDM efnasambanda eykst með vaxandi etýleninnihaldi. Í þéttingarblöndur þar sem áhrif etýleninnihalds voru mæld, leiddi aukning á etýleninnihaldi úr 50% í 68% að minnsta kosti fjórföld aukningu á styrk gúmmísins. Harka í herbergishita eykst einnig með vaxandi etýleninnihaldi. Ströndin hörku myndlausrar fjölliða lím er 63 °, en ströndin hörku fjölliðunnar með hæsta etýleninnihaldið er 79 °. Þetta er vegna aukningar á etýlenröðinni, aukningu á kristöllun í líminu og samsvarandi aukning á hitauppstreymi fjölliðum.
7.3 Þegar hörku er mæld við lágt hitastig, öfugt við fjölliðurnar með hátt etýleninnihald, sýna myndlausu fjölliður minni breytingu á hörku, en breytingin á hörku hærra etýleninnihalds sýnir ekki línulegt mynstur og hörku er áfram mikið við stofuhita, svo að fjölliðurnar sem innihalda hærra etýlen innihald halda áfram að vera með mesta hörku við lágt hitastig.
7.4 Samþjöppunarsett er að mestu leyti háð prófunarhitastiginu. Ef það er prófað við 175 ° C er enginn munur á samþjöppunarstillingu milli einhverra fjölliða (sett hefur áhrif á hönnun efnasambandsins og val á vulcanization kerfinu). Eftir bræðslu á etýlenkristöllunum sýnir fjölliðan formlaust form og til að kanna áhrif etýleninnihalds voru prófanir gerðar við 23 ° C. Fjölliður með hærra etýleninnihald hafa greinilega meiri varanlega aflögun (meira en tvöfalt meira) og áhrif etýleninnihalds eru jafnvel stærri þegar þau eru prófuð við -20 ° C og -40 ° C. Fjölliður með meira en 60% etýleninnihald hafa mikla varanlega aflögun (> 80%); Við -40 ° C hafa aðeins fullkomlega formlausar fjölliður með litla varanlega aflögun (17%).
7.5 Áhrif etýleninnihalds á lágan hitaherðingu frá Gehman prófum. Miðað við hitastig, því hærra sem hornið er, því lægri er aukning á stífni (eða aukning á stuðul). Við lágan hita eykst stífni stuðullinn verulega með vaxandi etýleninnihaldi. Fyrir myndlausar fjölliður er T2 -47 ° C, en hæsta etýleninnihald fjölliðu hefur T2 aðeins -16 ° C.
7.6TR Mælir rýrnun bata á sýnum eftir frystingu á framlengingu hefur etýleninnihald veruleg áhrif á prófunaraðferðina, sem er aftur svipað og Gehman prófið.
Þetta er svipað og Gehman prófið. Rýrnun (%) hinna ýmsu fjölliða er breytileg sem fall af hitastigi, þar sem myndlausar fjölliður eru með mesta rýrnun við lágan hita; Eins og spáð var versnar bata þar sem etýleninnihaldið eykst við tiltekið hitastig.
bata versnar. Gildi TR10 er breytilegt frá -53 ° C fyrir myndlaus fjölliður til -28 ° C fyrir fjölliður með hátt etýleninnihald.
7.7 Þjöppunarslökun (CSR) hringrás
Hringrás. Þjappaðu efnasamböndunum, leyfðu þeim að slaka á við 25 ° C í 24 klukkustundir og setja þau síðan í hitastig hringrás á bilinu -20 ° C til 110 ° C með hléum í 24 klukkustundir. Þegar það er þjappað í fyrsta skipti, eftir jafnvægistímabilið, hefur kristallaða fjölliðan E hærra tap á streitu en myndlaus fjölliðan, og þegar það er lækkað í -20 ° C hefur þéttingarkraftur tveggja fjölliða, en myndlaus fjölliða A hefur mikla varðveislu streitu (hærri F/F0). Hitun efnasambandsins í 110 ° C endurheimti þéttingarkraft sinn og þegar það var komið aftur niður í -20 ° C var það sem eftir var þéttingarkraftur kristalla fjölliðunnar innan við 20% af gildi þess, sem er almennt talið of lítið fyrir flestar notkanir, með myndlausu fjölliðunni sem heldur meira en 50% af þéttingarkrafti sínum, og amorkous fjölliðan aftur með meiri bata en kristallaða fjölliða. Næsta lota skilaði svipuðum ályktunum. Ljóst er að formlausar fjölliður eru betri fyrir þéttingarforrit þar sem krafist er hás og lágs hitastigs.
8. Áhrif diolefin innihalds
Til að veita ómettaðan punkt sem krafist er fyrir vulkaniseringu er ekki samtengdum díólefínum eins og ENB, HX og DCPD bætt við etýlen própýlen fjölliður. Eitt tvítengi bregst við í fjölliða fylkinu en önnur virkar sem viðbót við fjölliðað sameindakeðju og veitir vulkaniserunarpunkt fyrir brennisteinsgulan vulkaniseringu. Áhrif ENB voru metin í framrúðu (rigning) barsniðum. Fjölliður sem innihéldu 2%, 6% og 8% ENB voru bornar saman. Bæting ENB hafði veruleg áhrif á einkenni vulkaniserunar og þéttleika krossbindinga. Stuðull jókst meðan lenging minnkaði verulega. Hörku jókst og þjöppunin batnaði við hitastigshækkun. Þegar innihald ENB eykst verður charring tíminn styttri.
Enb er myndlaust efni og þegar það er bætt við fjölliða burðarásinn truflar það kristöllun etýlenhluta fjölliðunnar, þannig að hægt er að fá sami etýleninnihald og hærra innihald ENB bætir eiginleika lághitastigsins. Við stofuhita bætir hærra ENB innihaldið aðeins þjöppunarsettið vegna bættrar þverbindingar. Hins vegar, við lágt hitastig, er samþjöppunarsett fjölliða með hærra ENB innihald verulega betra en fjölliðunum með 2% ENB innihald. Áhrif eNB innihalds á hitastig smurt, hitastigsdrátt og próf Gehmans sýndu ekki neinn marktækan mun á hitastigi á brosmildum milli fjölliða almennt og fyrir Gehman prófið og TR prófið sýndi hver fjölliða framför á lágu hitastigseiginleikum með auknu ENB innihaldi.
9. Áhrif Mooney seigju á eiginleika með lágum hita
Það er vel þekkt að seigja Mooney (sameindamassi) hefur veruleg áhrif á vinnsluhegðun teygjur. Í extrusion og mótunarforritum í extrusion og mótunarforritum er mikilvægt að velja efnasamband með viðeigandi mooney seigju gildi. Með því að nota sömu mótun og var notuð til að kanna áhrif þriðja einliða, ENB, á lághita eiginleika til að kanna seigju Mooney, voru fjölliður með Mooney seigju 30, 60 og 80 bornar saman og mooney seigja efnasambandanna jókst þegar Mooney seigja fjölbreytanna notaði. Togstyrkur, stuðull og hrár gúmmístyrkur jókst með aukinni seigju Mooney. Áhrif Mooney seigju á lágan hita eiginleika EPDM voru ekki marktæk. Samt sem áður eykst varanleg aflögun við stofuhita, -20 ° C og -40 ° C með auknum mólmassa. Samt sem áður, þjöppunin sem var sett við stofuhita, -20 ° C og -40 ° C, breyttist ekki marktækt með auknum sameinda massa, en samþjöppunin sem var sett við hækkað hitastig (175 ° C) sýndi nokkrar breytingar á hærri Mooney seigju EPDM límsins.
10. Niðurstaða
Etýlen og diolefin innihald hefur veruleg áhrif á afköst EPDM teygjur í litlum hitastigum, þar sem fjölliður með lítið etýleninnihald standa sig vel og fjölliður með hátt diolefin innihald batna vegna truflaðs kristöllunar á etýlenhluta fjölliðunnar. Nota skal lítið etýlen innihald fjölliður þegar afköst með lágum hita er takmörkun.
