Gumos pramonėje didžiausias atsparumas tempimui yra pagrindinė mechaninė savybė. Šis eksperimentinis parametras matuoja galutinį vulkanizuoto gumos mišinio stiprumą. Net jei guminis gaminys niekada nėra priartinamas prie jo didžiausio tempimo stiprumo, daugelis gumos gaminių naudotojų vis tiek laiko jį svarbiu bendros junginio kokybės rodikliu. Todėl tempiamasis stipris yra labai bendra specifikacija, ir nors galutinis konkretaus produkto naudojimas turi mažai ką bendro su juo, formuluotojai dažnai turi pasistengti, kad jį atitiktų.

1. Bendrieji principai

Norint gauti didžiausią atsparumą tempimui, paprastai reikėtų pradėti nuo elastomerų, kuriuose gali vykti deformacija sukelta kristalizacija, pvz., NR, CR, IR, HNBR.

2. Natūralus kaučiukas NR

Natūralaus kaučiuko pagrindu pagaminti klijai paprastai turi didesnį atsparumą tempimui nei neopreno klijai. Iš įvairių natūralios gumos klasių rūko plėvelė Nr. 1 turi didžiausią atsparumą tempimui. Buvo pranešta, kad bent jau suodžių užpildytų junginių atveju Nr. 3 dūmų plėvelė suteikia geresnį tempimo stiprumą nei Nr. 1 dūmų plėvelė. Natūralių kaučiuko junginių atveju reikia vengti cheminių plastifikatorių (plastizolio), tokių kaip bifenilamidotiofenolis arba pentachlorotiofenolis (PCTP), nes jie sumažina junginio atsparumą tempimui.

3. Chloroprenas CR

Chloroprenas (CR) yra deformacijos sukeltas kristalinis kaučiukas, kuris suteikia didelį atsparumą tempimui, kai nėra užpildų. Tiesą sakant, atsparumą tempimui kartais galima padidinti sumažinus užpildo kiekį. Didesnė CR molekulinė masė suteikia didesnį tempimo stiprumą.

4. Nitrilo kaučiukas NBR

NBR su dideliu akrilnitrilo (ACN) kiekiu suteikia didesnį atsparumą tempimui. NBR su siauru molekulinės masės pasiskirstymu suteikia didesnį atsparumą tempimui.

5. Molekulinės masės įtaka

Optimizuojant, naudojant NBR, turinčius didelį menisko klampumą ir didelę molekulinę masę, gaunamas didesnis tempiamasis stiprumas.

6. Karboksilinti elastomerai

Apsvarstykite galimybę nekarboksilintą NBR pakeisti karboksilintu XNBR ir nekarboksilintą HNBR karboksilintu XHNBR, kad pagerintumėte junginio atsparumą tempimui.

Karboksilintas NBR su tinkamu cinko oksido kiekiu suteikia didesnį atsparumą tempimui nei įprastas NBR.

7. EPDM

Pusiau kristalinio EPDM (didelio etileno kiekio) naudojimas suteikia didesnį atsparumą tempimui.

8. Reaktyvusis EPDM

Nemodifikuotą EPDM pakeitus 2 % (masės dalis) maleino anhidridu modifikuotu EPDM mišiniuose su NR, padidėja NR/EPDM junginių atsparumas tempimui.

9. Geliai

Sintetiniai geliai, tokie kaip SBR, paprastai turi stabilizatorių. Tačiau maišant SBR junginius aukštesnėje nei 163°C temperatūroje, gali susidaryti birūs geliai (kuriuos galima išmaišyti), ir sandarūs geliai (kurių negalima išmaišyti ir yra netirpūs tam tikruose tirpikliuose). Abiejų tipų geliai sumažina junginio atsparumą tempimui. Todėl SBR maišymo temperatūrą reikia vertinti atsargiai.

10. Vulkanizavimas

Svarbus būdas pasiekti didelį atsparumą tempimui yra optimizuoti kryžminio ryšio tankį, išvengti per mažos sieros, povulkanizacijos ir išvengti gumos pūslių susidarymo vulkanizavimo metu dėl nepakankamo slėgio arba lakiųjų komponentų naudojimo.

11. Slėgio kritimo vulkanizavimas

Produktams, vulkanizuotiems autoklavuose, pūslių susidarymo ir dėl to sumažėjusio tempimo stiprumo galima išvengti palaipsniui mažinant slėgį iki vulkanizavimo pabaigos, tai vadinama „slėgio kritimo vulkanizacija“.

12. Vulkanizacijos laikas ir temperatūra

Ilgesnis vulkanizavimo laikas žemesnėje temperatūroje lemia daugiasierinių ryšių tinklų susidarymą, didesnį sieros kryžminio ryšio tankį ir atitinkamai didesnį atsparumą tempimui.

13. Atsparumas tempimui gali būti pagerintas taikant geresnius maišymo būdus, siekiant pagerinti sutvirtinančių užpildų, pvz., suodžių, sklaidą, išvengiant priemaišų ar didelių nedispersinių komponentų maišymosi.

14. Užpildai

Užpildams, tokiems kaip suodžiai arba silicio dioksidas, mažo dydžio dalelių pasirinkimas su dideliu specifiniu paviršiaus plotu gali būti veiksmingas siekiant pagerinti tempimo stiprumą. Reikėtų vengti sutvirtinančių ar užpildančių užpildų, tokių kaip molis, kalcio karbonatas, talkas, kvarcinis smėlis ir kt.

15. Suodžiai

Siekiant užtikrinti, kad suodžiai gerai pasiskirstytų, jo užpildymą reikia padidinti iki optimalaus lygio, kad būtų pagerintas tempiamasis stiprumas. Mažų dalelių dydžio suodžiai turės mažą optimalų užpildymo kiekį. Padidinus specifinį suodžių paviršiaus plotą ir pagerinus suodžių dispersiją prailginant maišymo ciklą, gali pagerėti gumos atsparumas tempimui.

16. Balta anglis

Didelio specifinio paviršiaus ploto nusodinto silicio dioksido naudojimas gali veiksmingai pagerinti junginio atsparumą tempimui.

17. Plastifikatoriai

Jei norima didelio atsparumo tempimui, reikėtų vengti plastifikatorių.

18. Vulkanizuojant NBR junginius, įprastinis vulkanizavimas yra sunkiau tolygiai paskirstomas, todėl magnio karbonatu apdorota siera geriau išsisklaido poliniuose junginiuose, tokiuose kaip NBR. Jei vulkanizavimo agentas nėra gerai pasiskirstęs, gali smarkiai nukentėti tempiamasis stiprumas.

19. Daugia siera sujungtas kryžminis tinklas

Naudojant įprastines vulkanizavimo sistemas, tinkle vyrauja polisulfidiniai ryšiai; naudojant EV, kryžminio sujungimo tinkle vyrauja viengubos ir dvigubos sulfidinės jungtys, dėl kurių pirmasis yra didesnis tempiamasis stipris.

20. Joniniai kryžminiai tinklai

Joninių skersinių jungčių junginiai turi didesnį atsparumą tempimui, nes kryžminiai taškai gali paslysti ir todėl judėti nesuplyšę.

21. Įtempių kristalizacija

Natūralaus kaučiuko ir neopreno turinčių įtempių kristalų derinys klijuose padės padidinti atsparumą tempimui.