Dalam industri getah, kekuatan tegangan muktamad adalah sifat mekanikal asas. Parameter eksperimen ini mengukur kekuatan muktamad sebatian getah tervulkan. Walaupun produk getah tidak pernah ditarik hampir kepada kekuatan tegangan muktamadnya, ramai pengguna produk getah masih menganggapnya sebagai penunjuk penting kualiti keseluruhan kompaun. Oleh itu, kekuatan tegangan adalah spesifikasi yang sangat umum, dan walaupun penggunaan akhir produk tertentu mempunyai sedikit kaitan dengannya, perumus selalunya perlu berusaha keras untuk memenuhinya.
1. Prinsip umum
Untuk mendapatkan kekuatan tegangan tertinggi, seseorang biasanya harus bermula dengan elastomer di mana penghabluran akibat terikan boleh berlaku, contohnya NR, CR, IR, HNBR.
2. Getah asli NR
Pelekat berasaskan getah asli biasanya mempunyai kekuatan tegangan yang lebih tinggi daripada pelekat neoprena. Daripada pelbagai gred getah asli, filem wasap No. 1 mempunyai kekuatan tegangan yang paling tinggi. Telah dilaporkan bahawa, sekurang-kurangnya dalam kes sebatian berisi karbon hitam, filem wasap No. 3 memberikan kekuatan tegangan yang lebih baik daripada filem wasap No. 1. Untuk sebatian getah asli, pemplastik kimia (plastisol) seperti bifenil amidotifenol atau pentachlorothiophenol (PCTP) perlu dielakkan, kerana ia mengurangkan kekuatan tegangan sebatian.
3. Kloroprena CR
Kloroprena (CR) ialah getah kristal akibat terikan yang memberikan kekuatan tegangan yang tinggi tanpa ketiadaan pengisi. Malah, kekuatan tegangan kadangkala boleh ditingkatkan dengan mengurangkan jumlah pengisi. Berat molekul CR yang lebih tinggi memberikan kekuatan tegangan yang lebih tinggi.
4. Getah nitril NBR
NBR dengan kandungan akrilonitril (ACN) yang tinggi memberikan kekuatan tegangan yang lebih tinggi. NBR dengan taburan berat molekul yang sempit memberikan kekuatan tegangan yang lebih tinggi.
5. Pengaruh berat molekul
Dengan pengoptimuman, penggunaan NBR dengan kelikatan meniskus yang tinggi dan berat molekul yang tinggi memberikan kekuatan tegangan yang lebih tinggi.
6. Elastomer berkarboksilasi
Pertimbangkan untuk menggantikan NBR tidak berkarboksilat dengan XNBR berkarboksilasi dan HNBR tidak berkarboksilasi dengan XHNBR berkarboksilasi untuk meningkatkan kekuatan tegangan sebatian.
NBR berkarboksilasi dengan jumlah zink oksida yang sesuai memberikan kekuatan tegangan yang lebih tinggi daripada NBR konvensional.
7. EPDM
Penggunaan EPDM separa kristal (kandungan etilena tinggi) memberikan kekuatan tegangan yang lebih tinggi.
8. EPDM Reaktif
Menggantikan EPDM yang tidak diubah suai dengan 2% (pecahan jisim) maleik anhidrida diubah suai EPDM dalam adunan dengan NR meningkatkan kekuatan tegangan sebatian NR/EPDM.
9. Gel
Gel sintetik seperti SBR biasanya mengandungi penstabil. Walau bagaimanapun, apabila mencampurkan sebatian SBR pada suhu melebihi 163°C, kedua-dua gel longgar (yang boleh dibancuh) dan gel ketat (yang tidak boleh dicampur dan tidak larut dalam pelarut tertentu) boleh dihasilkan. Kedua-dua jenis gel mengurangkan kekuatan tegangan sebatian. Oleh itu, suhu pencampuran SBR mesti dirawat dengan berhati-hati.
10. Pemvulkanan
Cara penting untuk mendapatkan kekuatan tegangan yang tinggi adalah dengan mengoptimumkan ketumpatan pautan silang, mengelakkan kurang sulfurisasi, pasca pemvulkanan dan mengelakkan getah melepuh semasa pemvulkanan akibat tekanan yang tidak mencukupi atau penggunaan komponen yang tidak menentu.
11. Pemvulkanan penurunan tekanan
Bagi produk tervulkan dalam autoklaf, pembentukan lepuh dan pengurangan kekuatan tegangan yang terhasil boleh dielakkan dengan mengurangkan tekanan secara beransur-ansur sehingga akhir pemvulkanan, ini dikenali sebagai 'pressure drop vulcanisation'.
12. Masa dan suhu pemvulkanan
Masa pemvulkanan yang lebih lama pada suhu yang lebih rendah mengakibatkan pembentukan rangkaian ikatan berbilang sulfur, ketumpatan pautan silang sulfur yang lebih tinggi dan seterusnya kekuatan tegangan yang lebih tinggi.
13. Kekuatan tegangan boleh dipertingkatkan dengan teknik pengadunan yang lebih baik untuk meningkatkan serakan pengisi tetulang seperti karbon hitam, sambil mengelakkan percampuran kekotoran atau komponen besar yang tidak tersebar.
14. Pengisi
Untuk pengisi seperti karbon hitam atau silika, pilihan saiz zarah kecil dengan luas permukaan khusus yang besar boleh berkesan dalam meningkatkan kekuatan tegangan. Pengisi tidak bertetulang atau mengisi seperti tanah liat, kalsium karbonat, talkum, pasir kuarza, dll. hendaklah dielakkan.
15. Karbon hitam
Untuk memastikan karbon hitam tersebar dengan baik, pengisiannya perlu ditingkatkan ke tahap optimum untuk meningkatkan kekuatan tegangan. Karbon hitam dengan saiz zarah yang kecil akan mempunyai jumlah pengisian optimum yang rendah. Menambahkan luas permukaan spesifik karbon hitam dan meningkatkan penyebaran karbon hitam dengan memanjangkan kitaran pencampuran boleh meningkatkan kekuatan tegangan getah.
16. Putih karbon hitam
Penggunaan silika termendak dengan luas permukaan spesifik yang tinggi boleh meningkatkan kekuatan tegangan sebatian dengan berkesan.
17. Pengplastik
Pemplastis harus dielakkan jika kekuatan tegangan tinggi dikehendaki.
18. Apabila pemvulkanan sebatian NBR, pemvulkanan konvensional lebih sukar untuk disebarkan secara sekata, oleh itu, sulfur yang dirawat dengan magnesium karbonat akan tersebar lebih baik dalam sebatian polar seperti NBR. Sekiranya agen pemvulkanan tidak tersebar dengan baik, kekuatan tegangan boleh terjejas dengan serius.
19. Rangkaian silang berikat berbilang sulfur
Dengan sistem pemvulkanan konvensional, rangkaian pemautan silang didominasi oleh ikatan polisulfida; dengan EV, rangkaian pemautan silang dikuasai oleh ikatan sulfida tunggal dan berganda, yang pertama menghasilkan kekuatan tegangan yang lebih tinggi.
20. Rangkaian silang silang ionik
Sebatian berkait silang ionik mempunyai kekuatan tegangan yang lebih tinggi kerana titik berkait silang boleh tergelincir dan oleh itu bergerak tanpa terkoyak.
21. Penghabluran tekanan
Gabungan getah asli dan neoprena yang mengandungi kristal tegasan dalam pelekat akan membantu meningkatkan kekuatan tegangan.
