Ora kaya termoplastik, elastomer biasane digunakake ing macem-macem suhu lan luwih dhuwur tinimbang suhu transisi kaca (Tg). Kaluwihan elastomer tinimbang termoplastik yaiku kemampuan kanggo pulih meh kabeh saka kahanan tensile (kelenturan dhuwur), uga elastisitas umum, kekerasan sing kurang lan sifat modulus sing sithik. Nalika elastomer digunakake ing ngisor suhu kamar, padha nuduhake Tambah ing atose, Tambah ing modulus, lan nyuda elastisitas. Nalika elastomer digunakake ing ngisor suhu kamar, ana cenderung kanggo nambah atose, modulus kanggo nambah, elastisitas kanggo ngurangi (tensile kurang) lan komprèsi nyetel kanggo nambah. Gumantung ing masalah karo elastomer ing, loro fénoména bisa kelakon ing wektu sing padha - hardening kaca lan crystallization sebagean - CR, EPDM, NR sawetara conto saka elastomer nuduhake crystallization.
1. Ringkesan testing suhu kurang
Brittleness, komprèsi deformasi permanen, retraction, hardening lan hardening cryogenic wis digunakake kanggo akèh taun supaya ciri polimer ing suhu kurang. Relaksasi stres kompresif relatif anyar lan fokus kanggo nemtokake kekuwatan panyegelan bahan sajrone sawetara wektu ing macem-macem kahanan lingkungan.
2. Suhu Brittleness
ASTM D 2137 nemtokake suhu brittleness minangka suhu paling murah ing ngendi karet vulkanisir ora bakal pecah utawa pecah ing kahanan impact sing ditemtokake. Lima spesimen karet saka wangun sing wis ditemtokake disiapake, diselehake ing kamar utawa medium cair, dilebokake ing suhu sing disetel kanggo 3±0.5min, banjur diwenehi kecepatan impact 2.0±0.2m/s. Spesimen kasebut dicopot lan ditindakake tes dampak utawa pecah. Spesimen dibusak lan dites kanggo impact utawa fraktur, kabeh tanpa karusakan. Tes kasebut diulang nganti temperatur brittleness - suhu paling murah sing ora ana fraktur sing cedhak banget nganti 1 ° C.
3. Setel Kompresi Suhu Kurang lan Hardening Suhu Kurang
Prosedur tes kanggo set komprèsi suhu rendah banget cedhak karo set komprèsi standar, kajaba suhu dikontrol dening sawetara cara energi, kayata es garing, nitrogen cair, utawa cara mekanik, lan nilai kasebut ana ing ± 1 ° C saka suhu prasetel. Sawise pulih saka fixture, spesimen uga diselehake ing suhu kurang prasetel lan dibentuk kanthi diameter 29 mm lan kekandelan 12,5 mm. Set kompresi suhu rendah minangka cara ora langsung kanggo nutup aplikasi senyawa kasebut. Relaksasi stres kompresif minangka cara langsung lan bakal dibahas mengko. Hardening suhu kurang uga biasane ditemtokake nggunakake spesimen pesawat komprèsi vulcanized (29mm x 12.5mm), nanging dites maneh ing kontrol suhu kurang, kang padha kanggo pesawat komprèsi, lan banjur maneh ing suhu padha suhu pesawat sing. Hardening lan komprèsi suhu kurang langsung kena pengaruh dening cooling, nanging uga dening cenderung saka polimer kanggo crystallize, karo tingkat crystallization gumantung ing suhu, contone, CR crystallizes paling cepet watara -10 ° C, lan banjur sudo ing suhu ngisor, utamané amarga immobility saka perangan chain polimer (beku sadurunge chain rearrangement molekul).
4. Gehman Low Suhu Hardening
ASTM D 1053 nggambarake metode hardening suhu rendah kaya ing ngisor iki: seri spesimen polimer elastis dipasang kanthi tetep ing kabel kanthi konstanta torsi sing dikenal, lan ujung kabel liyane dipasang ing sirah torsi sing bisa ngidini kabel kasebut bengkong. Spesimen kasebut dicelupake ing medium transfer panas ing suhu tartamtu ing ngisor normal, ing wektu kasebut sirah torsi dipintal kanthi 180 °, banjur spesimen dipintal kanthi jumlah (kurang saka 180 °) sing gumantung saka keluwesan lan kekakuan spesimen. Banjur gunakake jumlah goniometer kanggo nemtokake jumlah corak spesimen, sudut corak lan kekerasan bahan karet. Suhu sistem mboko sithik tambah ing titik iki, lan plot saka sudut twist marang suhu dijupuk. Suhu ing ngendi modulus tekan T2, T10, lan T100 biasane dicathet minangka padha karo nilai modulus ing suhu kamar.
5. Retraksi Suhu Kurang (TR Test)
Tes TR digunakake kanggo ngevaluasi kemampuan spesimen ing kahanan tensile nalika deformasi permanen kompresif lan istirahat stres kompresif sing ditemtokake dening tekanan kompresif digunakake kanggo nemtokake efek suhu sing kurang. Kaya sing katutup sadurunge, akeh polimer kaya NR lan PVC bakal kristal ing suhu sing sithik, nanging peregangan uga bisa dadi kristal, sing nyebabake faktor tambahan nalika ndeleng sifat suhu sing kurang. Kanggo aplikasi evaluasi kayata suspensi knalpot, TR ing tension cocok banget lan asring digunakake. Ing tes iki, spesimen kasebut elongated (asring nganti 50% utawa 100%) lan beku ing negara elongated. Spesimen dibebasake, nalika suhu diunggahake ing tingkat sing ditemtokake kanggo ngukur pemulihan spesimen, dawa penyusutan diukur lan elongasi dicathet. Suhu nalika spesimen nyusut 10%, 30%, 50%, lan 70% biasane dicathet minangka TR10, TR30, TR50, lan TR70. TR10 ana hubungane karo suhu brittleness; TR70 ana hubungane karo deformasi permanen spesimen ing kompresi suhu rendah; lan prabédan antarane TR10 lan TR70 digunakake kanggo ngukur crystallization saka spesimen (sing luwih gedhe prabédan, luwih gedhe cenderung kanggo crystallize).
6 . Relaksasi Tekanan Tekan Suhu Rendah (CSR)
Tes CSR bisa digunakake kanggo nggawe ramalan babagan kinerja lan umur bahan sealing. Nalika senyawa elastomer diwenehi deformasi pancet, pasukan gabungan digawe, lan kemampuan materi kanggo njaga pasukan iki ing sawetara lingkungan tartamtu ngukur kemampuan kanggo segel. Mekanisme fisik lan kimia loro-lorone nyumbang kanggo istirahat stres, adhedhasar wektu lan suhu, siji faktor bakal dominasi, relaksasi fisik diamati ing suhu sing kurang, sanalika sawise kaku sing diwenehake, sing ndadékaké rearrangement chain lan owah-owahan ing permukaan karet-pengisi lan pengisi-pengisi, lan relaksasi sistem penghapusan stres bisa dibatalake. Ing suhu sing luwih dhuwur, komposisi kimia nemtokake tingkat relaksasi, nalika proses fisik wis cilik lan relaksasi kimia ora bisa dibalèkaké, sing ndadékaké pemecahan rantai lan reaksi salib. Siklus suhu utawa mundhak dadakan ing suhu bisa nduwe pengaruh ing istirahat stres ing elastomer. Sajrone tes CSR, spesimen tes diselehake
Sajrone tes CSR, relaksasi stres saya tambah nalika spesimen tes kena suhu sing luwih dhuwur. Yen relaksasi stres kedadeyan ing awal tes, jumlah relaksasi tambahan mundhak luwih dhisik lan duwe nilai maksimal sajrone siklus pertama. Ing Piece test gedhe tensile kanggo gawé conto gasket (19mm diameteripun njaba, diameteripun utama saka 15mm), karo peralatan elastis bakal teken kanggo spesimen kanggo kekandelan suhu kamar 25%, lan ing 25 ℃ menyang kamar test lingkungan, suhu ing 25 ℃ kanggo njaga 24h, lan banjur mudhun kanggo -20 ℃ nganti -20 ℃ ing suhu kamar. Siklus 110 ℃ 24h, kabeh wektu test ing suhu test, suhu test, netepake pasukan terus-terusan. Pangukuran gaya ditindakake terus-terusan sajrone wektu tes ing suhu tes.
7. Pengaruh Kandungan Etilena
7.1 Isi etilena duwe pengaruh paling gedhe ing kinerja suhu rendah polimer EPDM. Polimer kanthi isi Etilena wiwit saka 48% nganti 72% dievaluasi miturut formulasi sealing kualitas dhuwur. Kabeh tujuane kanggo nyuda variasi viskositas mooney kanthi ngenalake ENB ing macem-macem polimer kasebut.
Karet EPDM amorf yen rasio etilena/propilena padha lan distribusi saka rong monomer ing rantai polimer acak. EPDM kanthi kandungan etilena 48% lan 54% ora kristal ing suhu kamar utawa ing ndhuwur. Nalika isi etilena tekan 65%, urutan etilena wiwit nambah jumlah lan dawa lan bisa mbentuk kristal, sing diamati ing puncak kristalisasi ing kurva DSC watara 40°C. Sing luwih gedhe puncak DSC, luwih gedhe kristal sing dibentuk.
7.2 Saliyane efek saka isi etilena ing suhu kurang rembugan mengko, ukuran kristal mengaruhi ease saka campuran lan Processing senyawa ngemot kristal. Ukuran kristal sing luwih gedhe, luwih akeh kerja panas lan geser dibutuhake ing tahap pencampuran kanggo nyampur polimer kanthi komponen liyane. Kekuwatan karet mentah saka senyawa EPDM mundhak kanthi nambah isi etilena. Ing formulasi sealing ing ngendi efek saka isi etilena diukur, paningkatan isi etilena saka 50% dadi 68% nyebabake paling ora ana kenaikan kekuatan karet kaping papat. Kekerasan suhu kamar uga mundhak kanthi nambah isi etilena. Kekerasan Shore A saka adesif polimer amorf yaiku 63 °, dene kekerasan Shore A polimer kanthi kandungan etilena paling dhuwur yaiku 79 °. Iki amarga kenaikan urutan etilena, paningkatan kristalisasi ing adesif, lan kenaikan polimer termoplastik sing cocog.
7.3 Nalika atose diukur ing suhu kurang, ing kontras kanggo polimer karo isi etilena dhuwur, polimer amorf nuduhake kurang owah-owahan ing atose, dene owah-owahan ing atose isi etilena sing luwih dhuwur ora nuduhake pola linear lan atose tetep dhuwur ing suhu kamar, supaya polimer sing ngemot isi etilena sing luwih dhuwur tetep atose paling dhuwur ing suhu kurang.
7.4 Set komprèsi gumantung banget marang suhu tes. Yen dites ing 175 ° C, ora ana prabédan ing set kompresi ing antarane polimer (set dipengaruhi dening desain senyawa lan pilihan sistem vulkanisasi). Sawise leleh kristal etilena, polimer nuduhake wujud amorf, lan kanggo mriksa efek isi etilena, tes ditindakake ing 23 ° C. Polimer kanthi kandungan etilena sing luwih dhuwur kanthi jelas nduweni deformasi permanen sing luwih dhuwur (luwih saka kaping pindho), lan efek saka isi etilena luwih gedhe nalika diuji ing -20°C lan -40°C. Polimer kanthi isi etilena luwih saka 60% nduweni deformasi permanen sing dhuwur (> 80%); ing -40 ° C, mung polimer amorf kanthi deformasi permanen sing kurang (17%).
7.5 Pengaruh Isi Etilena ing Hardening Suhu Kurang saka Tes Gehman. Diwenehi suhu, sing luwih dhuwur sudhut, ing ngisor Tambah ing kaku (utawa nambah ing modulus). Ing suhu sing sithik, modulus kekakuan mundhak kanthi signifikan kanthi nambah isi etilena. Kanggo polimer amorf, T2 yaiku -47°C, dene polimer isi etilena paling dhuwur duwé T2 mung -16°C.
7.6TR Ngukur shrinkage Recovery saka spesimen sawise pembekuan extension, isi etilena wis efek pinunjul ing cara test, kang maneh padha test Gehman.
Iki padha karo tes Gehman. Nyusut (%) saka macem-macem polimer beda-beda minangka fungsi saka suhu, karo polimer amorf duwe Recovery shrinkage paling dhuwur ing suhu kurang; Nanging, kaya sing diprediksi, pemulihan saya rusak amarga isi etilena mundhak ing suhu tartamtu.
Recovery deteriorates. Nilai TR10 beda-beda saka -53 ° C kanggo polimer amorf nganti -28 ° C kanggo polimer kanthi kandungan etilena dhuwur.
7.7 Siklus relaksasi stres tekan (CSR).
Siklus. Kompres senyawa kasebut, ngidini kanggo ngendhokke ing 25 ° C suwene 24 jam, banjur lebokake ing siklus suhu saka -20 ° C nganti 110 ° C kanthi intermiten sajrone 24 jam. Nalika dikompres sapisanan, sawise periode ekuilibrasi, polimer kristal E duwe mundhut stres sing luwih dhuwur tinimbang polimer amorf, lan nalika diturunake nganti -20 ° C, pasukan penyegelan loro polimer kasebut mudhun, dene polimer amorf A nduweni retensi stres sing dhuwur (F / F0 sing luwih dhuwur). Pemanasan senyawa kanggo 110 ° C dibalèkaké pasukan sealing sawijining, lan nalika digawa bali mudhun kanggo -20 ° C, pasukan sealing isih saka polimer kristal kurang saka 20% saka regane, kang umume dianggep banget kurang kanggo paling aplikasi, karo polimer amorf nahan luwih saka 50% saka pasukan sealing sawijining, lan polimer amorf luwih dhuwur saka Recovery polimer amorf. Siklus sabanjure ngasilake kesimpulan sing padha. Cetha yen polimer amorf luwih unggul kanggo aplikasi sealing ing ngendi kinerja suhu dhuwur lan kurang dibutuhake.
8. Pengaruh Kandungan Diolefin
Kanggo nyedhiyakake titik ora jenuh sing dibutuhake kanggo vulkanisasi, diolefin non-konjugasi kaya ENB, HX lan DCPD ditambahake menyang polimer etilena propilen. Siji ikatan rangkap bereaksi ing matriks polimer, dene sing kapindho tumindak minangka pelengkap rantai molekul polimerisasi lan nyedhiyakake titik vulkanisasi kanggo vulkanisasi kuning belerang. Efek ENB dievaluasi ing profil bar kaca depan (udan). Polimer sing ngemot 2%, 6% lan 8% ENB dibandhingake. Penambahan ENB duweni pengaruh sing signifikan marang karakteristik vulkanisasi lan kapadhetan crosslink. Modulus tambah nalika elongasi mudhun sacara signifikan. Kekerasan tambah lan set komprèsi saya apik nalika suhu mundhak. Nalika isi ENB mundhak, wektu charring dadi luwih cendhek.
ENB minangka bahan amorf, lan nalika ditambahake ing balung mburi polimer, ngganggu kristalisasi bagean etilena polimer, supaya polimer kanthi konten etilena sing padha bisa dipikolehi, lan konten ENB sing luwih dhuwur nambah sifat suhu sing kurang. Ing suhu kamar, isi ENB sing luwih dhuwur rada nambah set kompresi amarga kapadhetan crosslink sing luwih apik. Nanging, ing suhu sing sithik, set kompresi polimer kanthi konten ENB sing luwih dhuwur luwih apik tinimbang polimer kanthi konten ENB 2%. Pengaruh isi ENB ing temperatur brittleness, retraksi suhu, lan tes Gehman ora nuduhake prabédan sing signifikan ing suhu brittleness antarane polimer ing umum, lan kanggo tes Gehman lan tes TR, saben polimer nuduhake peningkatan sifat suhu rendah kanthi nambah isi ENB.
9. Efek saka mooney Viskositas ing Low Suhu Properties
Dikenal yen viskositas mooney (massa molekul) nduweni pengaruh sing signifikan marang prilaku pangolahan elastomer. Ing aplikasi ekstrusi lan cetakan Ing aplikasi ekstrusi lan cetakan, penting kanggo milih senyawa kanthi nilai viskositas Mooney sing cocog. Nggunakake formulasi sing padha digunakake kanggo neliti efek saka monomer katelu, ENB, ing suhu kurang kanggo nliti viskositas Mooney, polimer karo viskositas Mooney 30, 60, lan 80 dibandhingake, lan viskositas Mooney saka senyawa tambah minangka viskositas Mooney saka polimer digunakake. Kekuwatan tarik, modulus, lan kekuatan karet mentah tambah kanthi nambah viskositas Mooney. Efek viskositas Mooney ing sifat suhu rendah EPDM ora signifikan. Nanging, deformasi permanen kompresi ing suhu kamar, -20 ° C lan -40 ° C mundhak kanthi nambah massa molekul. Nanging, set kompresi ing suhu kamar, -20 ° C lan -40 ° C ora owah sacara signifikan kanthi nambah massa molekul, dene set kompresi ing suhu sing luwih dhuwur (175 ° C) nuduhake sawetara owah-owahan kanggo viskositas mooney sing luwih dhuwur saka adhesive EPDM.
10. Kesimpulan
Konten etilena lan diolefin duweni pengaruh sing signifikan marang kinerja elastomer EPDM ing aplikasi suhu sing sithik, kanthi polimer kanthi konten etilena sing kurang apik lan polimer kanthi konten diolefin sing dhuwur saya apik amarga kristalisasi bagian etilena polimer sing kaganggu. Polimer isi etilena kurang kudu digunakake nalika kinerja suhu kurang minangka watesan.
