Gumijas rūpniecībā maksimālā stiepes izturība ir galvenā mehāniskā īpašība. Šis eksperimentālais parametrs mēra vulkanizētas gumijas savienojuma maksimālo izturību. Pat ja gumijas izstrādājums nekad netiek pievilkts tuvu tā galīgajai stiepes izturībai, daudzi gumijas izstrādājumu lietotāji to joprojām uzskata par svarīgu savienojuma vispārējās kvalitātes rādītāju. Tāpēc stiepes izturība ir ļoti vispārīga specifikācija, un, lai gan konkrēta produkta galalietojumam ar to ir maz sakara, formulētājiem bieži ir jāpieliek visas pūles, lai to izpildītu.

1. Vispārīgie principi

Lai iegūtu augstāko stiepes izturību, parasti jāsāk ar elastomēriem, kur var notikt deformācijas izraisīta kristalizācija, piemēram, NR, CR, IR, HNBR.

2. Dabīgais kaučuks NR

Līmēm uz dabiskā kaučuka bāzes parasti ir lielāka stiepes izturība nekā neoprēna līmēm. No dažādajām dabiskā kaučuka kategorijām, dūmu plēvei Nr.1 ​​ir visaugstākā stiepes izturība. Ir ziņots, ka vismaz ar ogļu pildītiem savienojumiem Nr. 3 dūmu plēve nodrošina labāku stiepes izturību nekā Nr. 1 dūmu plēve. Dabīgajiem kaučuka savienojumiem ir jāizvairās no ķīmiskiem plastifikatoriem (plastizola), piemēram, bifenilamidotiofenola vai pentahlortiofenola (PCTP), jo tie samazina savienojuma stiepes izturību.

3. Hloroprēns CR

Hloroprēns (CR) ir deformācijas izraisīta kristāliska gumija, kas nodrošina augstu stiepes izturību, ja nav pildvielu. Faktiski stiepes izturību dažreiz var palielināt, samazinot pildvielas daudzumu. Lielāka CR molekulmasa nodrošina lielāku stiepes izturību.

4. Nitrilkaučuks NBR

NBR ar augstu akrilnitrila (ACN) saturu nodrošina lielāku stiepes izturību. NBR ar šauru molekulmasas sadalījumu nodrošina lielāku stiepes izturību.

5. Molekulmasas ietekme

Veicot optimizāciju, NBR izmantošana ar augstu meniska viskozitāti un augstu molekulmasu nodrošina lielāku stiepes izturību.

6. Karboksilētie elastomēri

Apsveriet iespēju aizstāt nekarboksilētu NBR ar karboksilētu XNBR un nekarboksilētu HNBR ar karboksilētu XHNBR, lai uzlabotu savienojuma stiepes izturību.

Karboksilētais NBR ar piemērotu daudzumu cinka oksīda nodrošina lielāku stiepes izturību nekā parastais NBR.

7. EPDM

Puskristāliskā EPDM (augsts etilēna saturs) izmantošana nodrošina lielāku stiepes izturību.

8. Reaktīvais EPDM

Nemodificēta EPDM aizstāšana ar 2% (masas daļa) maleīnskābes anhidrīdu modificētu EPDM maisījumos ar NR palielina NR/EPDM savienojumu stiepes izturību.

9. Želejas

Sintētiskie gēli, piemēram, SBR, parasti satur stabilizatorus. Tomēr, sajaucot SBR savienojumus temperatūrā, kas pārsniedz 163°C, var iegūt gan vaļīgus želejas (kurus var izjaukt), gan blīvus želejas (kurus nevar izjaukt un nešķīst noteiktos šķīdinātājos). Abi gēla veidi samazina savienojuma stiepes izturību. Tāpēc ar SBR sajaukšanas temperatūru jārīkojas uzmanīgi.

10. Vulkanizācija

Svarīgs veids, kā iegūt augstu stiepes izturību, ir optimizēt šķērssaites blīvumu, izvairīties no nepietiekamas sēra veidošanās, pēcvulkanizācijas un izvairīties no gumijas pūslīšu veidošanās vulkanizācijas laikā nepietiekama spiediena vai gaistošu komponentu izmantošanas dēļ.

11. Spiediena kritiena vulkanizācija

Autoklāvos vulkanizētiem produktiem var izvairīties no pūslīšu veidošanās un no tās izrietošās stiepes izturības samazināšanās, pakāpeniski samazinot spiedienu līdz vulkanizācijas beigām, to sauc par “spiediena krituma vulkanizāciju”.

12. Vulkanizācijas laiks un temperatūra

Ilgāki vulkanizācijas laiki zemākās temperatūrās rada vairāku sēru saišu tīklu veidošanos, lielāku sēra šķērssaites blīvumu un attiecīgi augstāku stiepes izturību.

13. Stiepes izturību var uzlabot, izmantojot labākus sajaukšanas paņēmienus, lai uzlabotu pastiprinošo pildvielu, piemēram, ogļu, izkliedi, vienlaikus izvairoties no piemaisījumu vai lielu nedispersu komponentu sajaukšanas.

14. Pildvielas

Pildvielām, piemēram, ogleklis vai silīcija dioksīds, neliela daļiņu izmēra izvēle ar lielu īpatnējo virsmu var efektīvi uzlabot stiepes izturību. Jāizvairās no nepastiprinošiem vai pildītiem pildvielām, piemēram, māliem, kalcija karbonāta, talka, kvarca smiltīm utt.

15. Oglekļa melns

Lai nodrošinātu, ka ogle labi izkliedējas, tā pildījums jāpalielina līdz optimālajam līmenim, lai uzlabotu stiepes izturību. Oglekļa ar mazu daļiņu izmēru būs zems optimālais pildījuma daudzums. Palielinot ogļu īpatnējo virsmu un uzlabojot ogļu izkliedi, pagarinot sajaukšanas ciklu, var uzlabot gumijas stiepes izturību.

16. Balts ogle

Nogulsnēta silīcija dioksīda izmantošana ar lielu īpatnējo virsmu var efektīvi uzlabot savienojuma stiepes izturību.

17. Plastifikatori

Ja ir vēlama augsta stiepes izturība, ir jāizvairās no plastifikatoriem.

18. Vulkanizējot NBR savienojumus, parasto vulkanizāciju ir grūtāk vienmērīgi izkliedēt, tāpēc sērs, kas apstrādāts ar magnija karbonātu, labāk izkliedēsies polārajos savienojumos, piemēram, NBR. Ja vulkanizējošais līdzeklis nav labi izkliedēts, var tikt nopietni ietekmēta stiepes izturība.

19. Vairāku sēru savienojumu tīkls

Izmantojot parastās vulkanizācijas sistēmas, šķērssaistīšanas tīklā dominē polisulfīda saites; ar EV šķērssavienojuma tīklā dominē vienkāršās un dubultās sulfīda saites, no kurām pirmā rada augstāku stiepes izturību.

20. Jonu šķērssavienojuma tīkli

Jonu šķērssašūtiem savienojumiem ir lielāka stiepes izturība, jo šķērssaistītie punkti var paslīdēt un tādējādi pārvietoties, nesaraujot.

21. Sprieguma kristalizācija

Līmes sastāvā esošā dabiskā kaučuka un neoprēnu saturošo sprieguma kristālu kombinācija palīdzēs palielināt stiepes izturību.