Термопластикаас ялгаатай нь эластомерыг ихэвчлэн өргөн хүрээний температурт ашигладаг бөгөөд шилэн шилжилтийн температураас (Tg) хамаагүй өндөр байдаг. Термопластикаас эластомеруудын давуу тал нь суналтын төлөвөөс бараг бүрэн сэргэх чадвар (өндөр уян хатан чанар), түүнчлэн ерөнхий уян хатан чанар, бага хатуулаг, бага модулийн шинж чанарууд юм. Эластомерыг өрөөний температураас доогуур хэрэглэх үед хатуулаг нэмэгдэж, модуль нэмэгдэж, уян хатан чанар буурдаг. Эластомерыг өрөөний температураас доогуур хэрэглэх үед хатуулаг нэмэгдэх, модуль нэмэгдэх, уян хатан чанар буурах (бага суналт), шахалт нэмэгдэх хандлагатай байдаг. Эластомертой холбоотой асуудлаас хамааран хоёр үзэгдэл нэгэн зэрэг тохиолдож болно - шилний хатуурал ба хэсэгчилсэн талсжилт - CR, EPDM, NR нь талстжилтыг харуулдаг эластомеруудын зарим жишээ юм.
1. Бага температурын туршилтын тойм
Бага температурт полимер шинж чанарыг тодорхойлохын тулд хэврэгшил, шахалтын байнгын хэв гажилт, таталт, хатуурал, криоген хатуужилтыг олон жилийн турш ашиглаж ирсэн. Шахалтын стрессийг тайвшруулах нь харьцангуй шинэ зүйл бөгөөд хүрээлэн буй орчны янз бүрийн нөхцөлд тодорхой хугацааны туршид материалын битүүмжлэх хүчийг тодорхойлоход чиглэгддэг.
2. Хэврэг байдлын температур
ASTM D 2137 хэврэг байдлын температурыг тодорхой нөлөөллийн нөхцөлд вулканжуулсан резин нь хугарал, тасрахгүй байх хамгийн бага температур гэж тодорхойлдог. Урьдчилан тодорхойлсон хэлбэрийн таван резинэн дээжийг бэлтгэж, камер эсвэл шингэн орчинд байрлуулж, тогтоосон температурт 3±0.5 минутын турш байлгасны дараа цохилтын хурдыг 2.0±0.2м/с өгнө. Сорьцуудыг зайлуулж, цохилт эсвэл хагарлын туршилтанд оруулна. Сорьцыг авч, гэмтэлгүй, цохилт, хугарал зэргийг туршина. Туршилтыг хэврэг байдлын температур хүртэл давтан хийсэн - хугарал илрээгүй хамгийн бага температур нь 1 ° C-тай маш ойрхон байв.
3. Бага температурт шахах багц ба бага температурт хатууруулах
Температурыг хуурай мөс, шингэн азот, механик аргууд гэх мэт эрчим хүчний зарим аргаар хянадаг ба энэ утга нь урьдчилан тогтоосон температураас ± 1°C дотор байхаас бусад тохиолдолд бага температурт шахалтын багцын туршилтын журам нь стандарт шахалтын багцтай маш ойрхон байна. Бэхэлгээнээс сэргэсний дараа дээжийг мөн урьдчилан тогтоосон бага температурт байрлуулж, 29 мм диаметртэй, 12.5 мм зузаантай хэвэнд хийнэ. Бага температурт шахалтын багц нь тухайн нэгдлийн хэрэглээг битүүмжлэх шууд бус арга юм. Шахалтын стрессийг тайлах нь шууд арга бөгөөд дараа нь хэлэлцэх болно. Бага температурт хатуурлыг ихэвчлэн вулканжуулсан шахалтын багц сорьцыг (29мм x 12.5мм) ашиглан тодорхойлдог боловч шахалтын багцынхтай адил бага температурын хяналтанд, дараа нь тогтоосон температуртай ижил температурт дахин туршина. Хатуужилт, бага температурт шахалтын багц нь хөргөлтөөс шууд нөлөөлдөг, гэхдээ полимер талсжих хандлага нь температураас хамаардаг, тухайлбал, CR нь -10 ° C орчим хамгийн хурдан талсжиж, дараа нь бага температурт буурдаг нь голчлон полимер гинжин хэлхээний сегментүүдийн хөдөлгөөнгүй байдлаас шалтгаалан буурдаг.
4. Gehman бага температурт хатууруулах
ASTM D 1053 нь бага температурт хатууруулах аргыг дараах байдлаар тодорхойлсон: уян хатан полимер дээжийг мушгих тогтмол нь мэдэгдэж буй утсанд бэхэлсэн бөгөөд утасны нөгөө үзүүр нь утсыг мушгих боломжтой мушгих толгойд бэхлэгдсэн байна. Загваруудыг дулаан зөөвөрлөгчид хэвийн хэмжээнээс доогуур тодорхой температурт дүрж, энэ үед мушгирах толгойг 180°-аар эргүүлж, дараа нь сорьцын уян хатан байдал, хөшүүн байдлын урвуу байдлаас хамаарах хэмжээгээр (180°-аас бага) мушгина. Дараа нь гониометрийн хэмжээг ашиглан сорьцын эргэлтийн хэмжээ, мушгирах өнцөг, резинэн материалын хатуулгийг тодорхойлно. Энэ үед системийн температур аажмаар нэмэгдэж, температурын эсрэг эргэлтийн өнцгийн графикийг олж авна. Модулийн T2, T10, T100-д хүрэх температурыг ихэвчлэн өрөөний температурт модулийн утгатай тэнцүү гэж тэмдэглэдэг.
5. Бага температурыг эргүүлэх (TR туршилт)
TR туршилтыг бага температурын нөлөөллийг тодорхойлохын тулд шахалтын байнгын хэв гажилт болон шахалтын стрессээр тодорхойлогддог даралтын даралтын тайвшралыг ашиглах үед суналтын төлөвт байгаа сорьцын чадварыг үнэлэхэд ашигладаг. Өмнө дурьдсанчлан NR, PVC зэрэг олон полимерууд бага температурт талсжих боловч суналт нь мөн талсжиж, бага температурын шинж чанарыг харахад нэмэлт хүчин зүйл болдог. Яндангийн түдгэлзүүлэлт зэрэг үнэлгээний хэрэглээний хувьд TR-ийн хүчдэл нь маш тохиромжтой бөгөөд байнга ашиглагддаг. Энэ туршилтанд дээжийг сунгасан (ихэвчлэн 50% эсвэл 100%), сунгасан төлөвт хөлддөг. Сорьцыг суллаж, энэ үед сорьцын сэргэлтийг хэмжихийн тулд температурыг тогтоосон хурдаар өсгөж, агшилтын уртыг хэмжиж, суналтыг бүртгэнэ. Загвар 10%, 30%, 50%, 70% багасах температурыг ихэвчлэн TR10, TR30, TR50, TR70 гэж тэмдэглэдэг. TR10 нь хэврэг байдлын температуртай холбоотой; TR70 нь бага температурт шахалтын үед сорьцын байнгын хэв гажилттай холбоотой; ба TR10 ба TR70-ийн ялгаа нь сорьцын талстжилтыг хэмжихэд ашиглагддаг (ялгаа их байх тусам талсжих хандлага их болно).
6 . Бага температурт шахалтын стресс тайлах (CSR)
Битүүмжлэх материалын гүйцэтгэл, ашиглалтын хугацааг урьдчилан таамаглахад CSR тестийг ашиглаж болно. Эластомер нэгдэлд тогтмол хэв гажилт өгөх үед хосолсон хүч үүсэх ба материалын энэ хүчийг хүрээлэн буй орчны тодорхой хязгаарт байлгах чадвар нь битүүмжлэх чадварыг хэмждэг. Физик болон химийн механизм хоёулаа стрессийг тайвшруулахад хувь нэмэр оруулдаг бөгөөд цаг хугацаа, температураас хамааран нэг хүчин зүйл давамгайлж, өгөгдсөн стрессийн дараа бага температурт бие махбодийн амралт ажиглагдаж, энэ нь гинжин хэлхээний зохицуулалт, резин дүүргэгч ба дүүргэгч гадаргуугийн өөрчлөлтөд хүргэдэг бөгөөд стресс арилгах системийн сулрал нь эргэх боломжтой байдаг. Илүү өндөр температурт химийн найрлага нь физик процессууд аль хэдийн бага, химийн сулрал нь эргэлт буцалтгүй байх үед сулрах хурдыг тодорхойлдог бөгөөд энэ нь гинж тасрах, хөндлөн холбоос үүсгэх урвалд хүргэдэг. Температурын эргэлт эсвэл температурын огцом өсөлт нь эластомер дахь стрессийг тайвшруулахад нөлөөлдөг. CSR туршилтын үед туршилтын дээжийг байрлуулна
CSR туршилтын үед туршилтын дээжийг өндөр температурт оруулах үед стресс тайвшрах нь нэмэгддэг. Туршилтын эхэн үед стресс тайвшрах тохиолдолд нэмэлт тайвшралын хэмжээ эхлээд нэмэгдэж, эхний мөчлөгийн үед хамгийн их утгатай байна. Суналтын том туршилтын хэсэгт жийргэвчний дээжийг (гадна диаметр нь 19 мм, дотоод диаметр нь 15 мм) гаргаж авахын тулд уян хатан бэхэлгээг тасалгааны температурын зузаан нь 25% хүртэл шахаж, 25 ℃ температурт хүрээлэн буй орчны туршилтын камерт, температурыг 25 ℃ температурт 24 цаг байлгаж, дараа нь 2 ℃ - 2 цаг хүртэл бууруулна. дараагийн температур -20 ~ 110 ℃ 24 цагийн мөчлөг, туршилтын температур дахь бүх туршилтын хугацаа, туршилтын температур, тасралтгүй хүчийг тодорхойлох. Хүчний хэмжилтийг туршилтын температурт туршилтын хугацаанд тасралтгүй гүйцэтгэдэг.
7. Этиленийн агууламжийн нөлөө
7.1 Этиленийн агууламж нь EPDM полимерүүдийн бага температурт хамгийн их нөлөө үзүүлдэг. 48% -аас 72% хүртэл этиленийн агууламжтай полимеруудыг өндөр чанарын битүүмжлэлийн найрлагаар үнэлэв. Эдгээр өөр өөр полимерүүдэд ENB-ийг нэвтрүүлэх замаар сарны зуурамтгай чанарын хэлбэлзлийг багасгах зорилготой.
Этилен/пропиленийн харьцаа тэнцүү, полимер гинжин хэлхээнд хоёр мономерын тархалт санамсаргүй байвал EPDM резин аморф байна. 48% ба 54% этилен агуулсан EPDM нь өрөөний температур ба түүнээс дээш температурт талсжихгүй. Этилений агууламж 65% хүрэхэд этилений дараалал нь тоо, уртаараа нэмэгдэж эхэлдэг ба талст үүсэх боломжтой бөгөөд энэ нь DSC муруй дээрх талстжилтын оргил үед 40 ° C орчим ажиглагддаг. DSC оргилууд хэдий чинээ том байна, төдий чинээ том талстууд үүсдэг.
7.2 Дараа нь авч үзэх бага температурын шинж чанарт этиленийн агууламжийн нөлөөллөөс гадна талст агуулсан нэгдлүүдийг холих, боловсруулахад кристаллитын хэмжээ нь хялбар байдалд нөлөөлдөг. Кристаллитийн хэмжээ их байх тусам полимерийг бусад бүрэлдэхүүн хэсгүүдтэй бүрэн холихын тулд холих үе шатанд илүү их дулаан, зүсэх ажил шаардагдана. EPDM нэгдлүүдийн түүхий резинийн бат бөх чанар нь этилений агууламж нэмэгдэх тусам нэмэгддэг. Этилений агууламжийн нөлөөг хэмжсэн лацдан холболтын найрлагад этилений агууламж 50% -иас 68% хүртэл нэмэгдсэн нь резинэн бат бөх чанарыг дор хаяж дөрөв дахин нэмэгдүүлсэн. Өрөөний температурын хатуулаг нь этиленийн агууламж нэмэгдэх тусам нэмэгддэг. Аморф полимер цавууны Shore A хатуулаг нь 63°, харин хамгийн их этилен агуулсан полимерийн Shore A хатуулаг нь 79° байна. Энэ нь этилений дараалал нэмэгдэж, наалдамхай бодис дахь талстжилт нэмэгдэж, термопластик полимерүүд зохих хэмжээгээр нэмэгдсэнтэй холбоотой юм.
7.3. Хатуулгыг бага температурт хэмжихэд этилен өндөртэй полимерээс ялгаатай нь аморф полимер нь хатуулгийн өөрчлөлт багатай, харин өндөр этилен агуулагдах хатуулгийн өөрчлөлт нь шугаман хэв шинжгүй бөгөөд өрөөний температурт хатуулаг өндөр хэвээр байгаа тул этилен өндөр агууламжтай полимерууд хамгийн өндөр температурт хатуулагтай хэвээр байна.
7.4 Шахалтын багц нь туршилтын температураас ихээхэн хамаардаг. Хэрэв 175°С-т туршсан бол аль нэг полимерийн хооронд шахалтын багцын ялгаа байхгүй (багц нь нэгдлийн дизайн болон вулканжуулалтын системийн сонголтоос хамаарна). Этилений талстыг хайлсны дараа полимер нь аморф хэлбэрийг харуулдаг бөгөөд этилений агууламжийн нөлөөг шалгахын тулд туршилтыг 23 хэмд хийсэн. Этилений агууламж өндөртэй полимерууд нь байнгын хэв гажилт ихтэй (хоёр дахин их) байх нь тодорхой бөгөөд этилений агууламжийн нөлөө нь -20 ° C ба -40 ° C-д туршиж үзэхэд илүү их байдаг. 60% -иас дээш этилен агуулсан полимерууд нь байнгын хэв гажилт ихтэй (>80%); -40°С-т зөвхөн бүрэн аморф полимерууд нь байнгын хэв гажилт багатай байдаг (17%).
7.5 Геман туршилтаас бага температурт хатууруулахад этиленийн агууламжийн нөлөө. Температурыг өгвөл булангийн өндөр байх тусам хөшүүн чанар багасна (эсвэл модулийн өсөлт). Бага температурт этилений агууламж нэмэгдэхийн хэрээр хөшүүн байдлын модуль ихээхэн нэмэгддэг. Аморф полимерүүдийн хувьд T2 нь -47 ° C байдаг бол этилен хамгийн их агууламжтай полимер нь T2 нь зөвхөн -16 ° C байдаг.
7.6TR Өргөтгөсөн хөлдөөсний дараа сорьцын агшилтын сэргэлтийг хэмжихэд этиленийн агууламж нь туршилтын аргад ихээхэн нөлөөлдөг бөгөөд энэ нь Геман туршилттай дахин төстэй юм.
Энэ нь Gehman тесттэй төстэй юм. Төрөл бүрийн полимерүүдийн агшилт (%) нь температураас хамаарч өөр өөр байдаг ба аморф полимерууд нь бага температурт хамгийн их агшилтын сэргэлттэй байдаг; гэхдээ урьдчилан таамаглаж байсанчлан, өгөгдсөн температурт этилений агууламж нэмэгдэх тусам нөхөн сэргэлт мууддаг.
сэргэлт муудаж байна. TR10-ийн утга аморф полимерийн хувьд -53°С-аас өндөр этилен агуулсан полимерийн хувьд -28°С хүртэл хэлбэлздэг.
7.7 Шахалтын стрессийг тайвшруулах (CSR) мөчлөг
Цикл. Нэгдлүүдийг шахаж, 25°С-т 24 цагийн турш тайвшруулж, дараа нь 24 цагийн турш -20°С-аас 110°С хүртэлх температурын мөчлөгт байрлуулна. Талст полимер Е анх удаа шахах үед тэнцвэржүүлсэн хугацааны дараа аморф полимерээс илүү их хүчдэлийн алдагдалтай байдаг ба -20°С хүртэл буулгахад хоёр полимерийн битүүмжлэх хүч буурдаг бол аморф полимер А нь стрессийн өндөр хадгалалттай байдаг (F/F0 илүү). Нэгдлийг 110°С хүртэл халаахад битүүмжлэх хүч нь сэргэж, -20°С хүртэл буулгахад талст полимерийн битүүмжлэх хүч нь түүний үнэ цэнийн 20% -иас бага байсан бөгөөд энэ нь ихэнх хэрэглээнд хэт бага гэж үздэг бөгөөд аморф полимер нь битүүмжлэх хүчнийхээ 50% -иас илүүг хадгалж, аморф полимер нь дахин полимерээс илүү өндөр нөхөн сэргэлттэй байдаг. Дараагийн мөчлөг нь ижил төстэй дүгнэлтийг өгсөн. Аморф полимерүүд нь өндөр ба бага температурт ажиллах шаардлагатай газруудад битүүмжлэлд илүү сайн байдаг нь ойлгомжтой.
8. Диолефины агууламжийн нөлөө
Вулканжуулалтад шаардагдах ханаагүй цэгийг хангахын тулд этилен пропилен полимерт ENB, HX, DCPD зэрэг коньюгат бус диолефинүүдийг нэмнэ. Нэг давхар холбоо нь полимер матрицад урвалд ордог бол хоёр дахь нь полимержсэн молекулын гинжин хэлхээнд нэмэлт үүрэг гүйцэтгэж, хүхрийн шар өнгийн вулканжилтын цэгийг хангадаг. ENB-ийн нөлөөг салхины шилний (борооны) баарны профилд үнэлэв. 2%, 6%, 8% ENB агуулсан полимерүүдийг харьцуулсан. ENB нэмсэн нь вулканжилтын шинж чанар болон хөндлөн холбоосын нягтралд ихээхэн нөлөө үзүүлсэн. Модуль нэмэгдсэн бол суналт мэдэгдэхүйц буурсан. Температурын өсөлтийн үед хатуулаг нэмэгдэж, шахалтын багц сайжирсан. ENB-ийн агууламж нэмэгдэхийн хэрээр цэнэглэх хугацаа багасна.
ENB нь аморф материал бөгөөд полимерийн үндсэн хэсэгт нэмэхэд полимерийн этилен хэсгийн талстжилтыг тасалдуулж, ижил этилен агуулсан полимерүүдийг гаргаж авах ба ENB-ийн өндөр агууламж нь бага температурын шинж чанарыг сайжруулдаг. Өрөөний температурт ENB-ийн өндөр агууламж нь хөндлөвчний нягтрал сайжирсан тул шахалтын багцыг бага зэрэг сайжруулдаг. Гэсэн хэдий ч бага температурт ENB өндөр агууламжтай полимерүүдийн шахалтын багц нь 2% ENB агууламжтай полимеруудаас хамаагүй дээр байдаг. ENB-ийн агууламжийн хэврэг байдлын температур, температурын таталт, Gehman-ийн туршилтад үзүүлэх нөлөө нь ерөнхийдөө полимерүүдийн хэврэг байдлын температурын мэдэгдэхүйц ялгааг харуулаагүй бөгөөд Gehman-ийн туршилт болон TR туршилтын хувьд полимер бүрийн ENB-ийн агууламж нэмэгдэхийн хэрээр бага температурын шинж чанар сайжирч байгааг харуулсан.
9. Бага температурын шинж чанарт mooney зуурамтгай чанар үзүүлэх нөлөө
Сарны зуурамтгай чанар (молекул масс) нь эластомерыг боловсруулахад ихээхэн нөлөөлдөг гэдгийг сайн мэддэг. Шахмал болон хэвний хэрэглээнд Шахмал болон хэвний хэрэглээнд Mooney зуурамтгай чанарт тохирсон нэгдлийг сонгох нь чухал юм. Гурав дахь мономер болох ENB-ийн бага температурын шинж чанарт үзүүлэх нөлөөг судлахад ашигласан ижил томъёог ашиглан Mooney зуурамтгай чанарыг шалгахын тулд 30, 60, 80-ийн Mooney зуурамтгай чанар бүхий полимерүүдийг харьцуулж, Mooney-ийн зуурамтгай чанар нэмэгдэх тусам нэгдлүүдийн Mooney зуурамтгай чанар нэмэгдсэн байна. Суналтын бат бэх, модуль, түүхий резинийн бат бэх нь Mooney зуурамтгай чанар нэмэгдэх тусам нэмэгдсэн. Мүүний зуурамтгай чанар нь EPDM-ийн бага температурт үзүүлэх нөлөө нь тийм ч чухал биш байв. Гэсэн хэдий ч шахалтын байнгын хэв гажилт тасалгааны температурт, -20 ° C ба -40 ° C молекулын масс нэмэгдэх тусам нэмэгддэг. Гэсэн хэдий ч өрөөний температурт тохируулсан шахалт -20 ° C ба -40 ° C молекулын масс нэмэгдэхэд мэдэгдэхүйц өөрчлөгдөөгүй бол өндөр температурт (175 ° C) шахалт нь EPDM цавууны өндөр наалдамхай чанарт зарим өөрчлөлтийг харуулсан.
10. Дүгнэлт
Этилен ба диолефины агууламж нь бага температурт хэрэглэхэд EPDM эластомеруудын гүйцэтгэлд чухал нөлөө үзүүлдэг бөгөөд этилен багатай полимерууд сайн ажиллаж, полимерийн этилен хэсгийн талстжилт тасалдсанаас диолефины өндөр агууламжтай полимерууд сайжирдаг. Этилен багатай полимерийг бага температурын гүйцэтгэлийг хязгаарлах тохиолдолд ашиглах нь зүйтэй.
