Teermoopilaastikii irraa adda ta’ee, elaastoomaroonni akkaataa adda addaatiin ho’a bal’aa fi teempireechara ce’umsa geejjibaa isaanii (Tg) baay’ee ol fayyadamu. Faayidaan elaastoomoota teermoopilaastikii caalaa dandeettii haala harkisaa (elastikii olaanaa) irraa guutummaatti jechuun ni danda’ama dandamachuu isaanii, akkasumas elastiiksii waliigalaa, jabina gadi aanaa fi amaloota moojuulasii gadi aanaa qabaachuu isaaniiti. Elaastoomaroonni ho’a kutaa gadiitti yeroo fayyadaman, jabina dabaluu, moojuulasii dabaluu fi elastiiksii hir’achuu agarsiisu. Yeroo elastoomer ho’a kutaa gadiitti fayyadaman, jabina dabaluu, moojuulaasiin dabaluu, elastiiksii hir’achuu (low tensile) fi dhiibbaan akka dabaluuf saagamuu ni jira. Rakkoo elastomer irratti hundaa’uun yeroo tokkotti taateewwan lama uumamuu danda’u - jabaachuu gilaasii fi gartokkoon kiristallisaayizeeshinii - CR, EPDM, NR fakkeenyota elastomer tokko tokko kanneen kiristallisaayizeeshinii agarsiisanidha.
1. Haala waliigalaa qorannoo ho’a gadi aanaa
Brittleness, compression permanent deformation, retraction, hardening fi cryogenic hardening waggoota dheeraaf amaloota poliimarii teempireechara gadi aanaa irratti amala ibsuuf itti fayyadamaa turaniiru. Laafinni dhiibbaa dhiibbaa (compressive stress relaxation) haaraa yoo ta’u, haala naannoo adda addaa keessatti humna cufiinsa meeshaa tokkoo yeroo murtaa’e murteessuu irratti kan xiyyeeffatudha.
2. Teempireechara Brittleness
ASTM D 2137 teempireechara cabbii jechuun ho’a gadi aanaa laastika vaalkaanizeeshinii haala dhiibbaa murtaa’e jalatti caccabuu ykn ciccituu hin agarsiifne jechuun ibsa. Mul’atni laastikaa boca dursee murtaa’e shan qophaa’ee, golee ykn meeshaa dhangala’aa keessa kaa’amee, ho’a murtaa’e daqiiqaa 3±0.5f taasifama, achiis saffisa dhiibbaa 2.0±0.2m/s kennama. Mul’atni kun baafamee qorannoo dhiibbaa ykn ciccituu ni taasifama. Mul’anni sun baafamee dhiibbaa ykn caccabuu isaa qoratama, hundi isaanii miidhaa tokko malee. Qorannoon kun hanga teempireechara cabbii (brittleness temperature)tti irra deebi'ameera - ho'i gadi aanaan caccabni tokkollee hin argamne 1°C tti baay'ee dhihoo ture.
3. Saagi Dhiibbaa Ho'a Gadi Aanaa fi Jabeessuu Ho'a Gadi Aanaa
Hojimaanni qorannoo tuuta dhiibbaa ho’a gadi aanaa kan tuuta dhiibbaa istaandaardii wajjin baay’ee dhihoo dha, ho’i mala anniisaa tokko tokkoon, kan akka bubbee goggogaa, naayitiroojiinii dhangala’aa, ykn mala makaanikaatiin kan to’atamu yoo ta’e malee, fi gatiin teempireechara dursee murtaa’e irraa ± 1°C keessa ta’uu isaa malee. Erga fixture irraa deebi’ee booda, saayiminichi ho’a gadi aanaa dursee murtaa’e irrattis kaa’amee gara daayameetira 29 mm fi furdina 12.5 mm tti bocama. Tuutni dhiibbaa ho’a gadi aanaa mala al-kallattiin fayyadama kompaawundii gaaffii keessa jiruu cufuudha. Dhiibbaa dhiibbaa (compressive stress relaxation) mala kallatti yoo ta’u, booda irratti kan ilaalamu ta’a. Akkasumas jabaachuun ho’a gadi aanaa yeroo baay’ee saayimenii tuuta dhiibbaa vaalkaanizeeshinii (29mm x 12.5mm) fayyadamuun kan murtaa’u yoo ta’u, garuu to’annoo ho’a gadi aanaa irratti irra deebi’amee qoratama, kunis kan tuuta dhiibbaa wajjin tokko, achiis ammas ho’a teempireechara isaanii saagamaniin wal fakkaata. Jabaachuu fi tuuta dhiibbaa ho’a gadi aanaa kallattiin qabbanaa’uudhaan dhiibbaa qaba, garuu amala poliimarii kiristallisa ta’uu isaatiinis, saffisi kiristallisaayizeeshinii ho’a irratti kan hundaa’e yoo ta’u, fkn, CR naannoo -10°Ctti saffisaan kiristallisa, achiis ho’a gadi aanaa irratti hir’ata, kunis irra caalaa sababa sochii dhabuu kutaalee sansalata poliimarii (sansalatni molakiyuulaa kanaan dura ni qabbanaa’a irra deebiin qindeessuu).
4. Gehman Ho'a Gadi aanaa Jabeessuu
ASTM D 1053 mala jabeessuu ho’a gadi aanaa akka armaan gadiitti ibsa: tartiiba saayimeniin poliimarii elastikii sibiilaa dhaabbataa torshinii beekamaa qabu irratti dhaabbataadhaan kan maxxane yoo ta’u, fiixeen sibiilli inni biraa mataa torshinii sibiilli akka qaxxaamuru hayyamuu danda’u irratti kan maxxane dha. Mul’attoonni meeshaa dabarsuu ho’aa keessatti teempireechara murtaa’aa idilee gadi ta’een kan cuuphaman yoo ta’u, yeroo sanatti mataan torshinii 180°n qaxxaamura, sana booda saayimeniin hamma (180° gadi) kan faallaa socho’uu fi jabina saayimenii irratti hundaa’een qaxxaamuramu. Sana booda hamma goniometer fayyadamuun hamma qaxxaamuraa saayimenii, kofa qaxxaamuraa fi jabina meeshaa laastikaa murteessuu. Teempireecharri sirnichaa bakka kanatti suuta suutaan kan dabalu yoo ta’u, pilaatonni kofa qaxxaamuraa teempireechara irratti argamu ni argama. Teempireecharri moojuulaasiin T2, T10, fi T100 irra ga’u yeroo baay’ee ho’a kutaa keessatti gatii moojuulasii wajjin walqixa ta’ee galmaa’a.
5. Ho’a Gadi aanaa Duubatti Deebisuu (T Test) .
Qormaanni TR dandeettii saayimenii haala harkisaa keessatti qabu madaaluuf kan itti fayyadamu yoo ta’u, yeroo dhiibbaa ho’a gadi aanaa murteessuuf difoormeeshinii dhaabbataa dhiibbaa fi laafinni dhiibbaa dhiibbaa dhiibbaa dhiibbaatiin murtaa’e fayyadamudha. Akkuma armaan dura uwwifame, poliimaroota hedduun kan akka NR fi PVC ho’a gadi aanaa irratti ni kiristallisa, garuu diriirsuunis kiristallisa ta’uu danda’a, kunis yeroo amaloota ho’a gadi aanaa ilaallu sababoota dabalataa fida. Fayyadama madaallii kan akka exhaust suspension tiif, TR under tension baay’ee sirrii fi yeroo baay’ee kan itti fayyadamu dha. Qormaata kana keessatti, saayimeniin dheeratee (yeroo baay’ee %50 ykn 100%) fi haala dheeraa ta’een qabbanaa’a. Mul’anni ni gadhiifama, yeroo sanatti ho’i saffisa murtaa’een ol kaafamee deebi’ee argamu saayimenii safara, dheerinni xiqqaachuu safaramee dheerinni galmaa’a. Teempireecharri saayimeniin %10, %30, %50, fi %70n xiqqaatu yeroo baay’ee TR10, TR30, TR50, fi TR70 jedhamee hubatama. TR10 teempireechara cabbii (brittleness temperature) wajjin wal qabata; TR70 dhiibbaa ho’a gadi aanaa keessatti difoormeeshinii dhaabbataa saayimenii wajjin wal qabata; akkasumas garaagarummaan TR10 fi TR70 gidduu jiru kiristallisaayizeeshinii saayimenii safaruuf kan gargaarudha (garaagarummaan isaa hamma guddatu amala kiristallisaayizeeshinii guddaa ta’a).
6 . Ho’a Gadi aanaa Dhiibbaa Dhiibbaa Laaffisuu (CSR) .
Qormaanni CSR waa’ee raawwii hojii fi umurii meeshaalee cufiinsaa tilmaama gochuuf itti fayyadamuun ni danda’ama. Kompaawundii elastomeric tokkoof difoormeeshinii dhaabbataa yeroo kennamu humni walitti makame ni uuma, dandeettiin meeshaan sun humna kana naannoo murtaa’e keessatti eeguu danda’u dandeettii cufuu isaa safara. Malli fiizikaalaa fi keemikaalaa lamaan isaanii iyyuu dhiibbaa boqonnaaf gumaachu, yeroo fi ho’a irratti hundaa’uun, wanti tokko ni ol’aantummaa qaba, boqonnaan fiizikaalaa ho’a gadi aanaa irratti ni mul’ata, battaluma dhiibbaa kenname booda, kunis sansalata irra deebiin qindaa’uu fi jijjiirama fuula laastika-guutuu fi guutuu-guutuu irratti fida, akkasumas laaffisuun sirna dhiibbaa balleessuu duubatti deebi’uu danda’a. Teempireechara ol’aanaa irratti, walnyaatinsi keemikaalaa saffisa boqonnaa murteessa, yeroo adeemsi fiizikaalaa duraanuu xiqqaa ta’ee fi laafinni keemikaalaa duubatti hin deebine ta’ee, sansalata ciccituu fi walnyaatinsa qaxxaamuraa fida. Marsaan ho’aa ykn ho’i akka tasaa dabaluunis elaastoomaroota keessatti dhiibbaa laaffisuu irratti dhiibbaa qabaachuu danda’a. Yeroo qormaata CSR saayimeniin qorannoo ni kaa’ama
Yeroo qorannoo CSR, boqonnaan dhiphina kan dabalu yeroo saayimeniin qorannoo ho’a olka’aa ta’e. Yoo boqonnaan dhiphina qormaata jalqaba irratti uumame, hammi boqonnaa dabalataa dursee kan dabalu yoo ta’u, marsaa jalqabaa keessatti gatii guddaa qaba. Saamuda gaskeetii (19mm alaa diyaameetirii, keessaa 15mm) oomishuuf tensile guddaa keessatti, fixture elastic wajjin gara saayimenii furdina ho'a kutaa isaanii 25%tti ni dhiibama, fi 25 °C irratti gara golee qorannoo naannootti, ho'i 25 °C irratti 24h eeguuf, achiis gara -20 °C gadi bu'ee, eegama 24h, itti aansee teempireechara itti aanu gidduu -20 ~ 110 °C marsaa 24h, yeroo qorannoo guutuu ho'a qorannoo irratti, ho'a qorannoo, humna walitti fufiinsaan murteessuu. Safartuun humnaa yeroo qorannoo guutuu ho’a qorannoo irratti walitti fufiinsaan raawwatama.
7. Dhiibbaa Qabiyyee Ethylene
7.1 Qabiyyeen etileen raawwii ho’a gadi aanaa poliimaroota EPDM irratti dhiibbaa guddaa qaba. Poolimaroonni qabiyyee Ethylene %48 hanga %72 qaban qophii cufiinsa qulqullina olaanaa qabu jalatti madaalameera. Hundi isaanii poliimaroota adda addaa kana keessatti ENB galchuudhaan jijjiirama viskoosii mooney hir’isuuf kaayyeffatan.
Laastika EPDM amorfoos kan ta’u yoo reeshiyoon etileen/piroopiiliinii walqixa ta’ee fi raabsiin monoomaroota lamaan sansalata poliimarii keessatti tasaa ta’e dha. EPDM qabiyyee etileenii %48 fi %54 qabu ho’a kutaa keessatti ykn isaa ol hin kiristallisa. Qabiyyeen etileenii %65 yeroo gahu tartiibonni etileenii baay’inaafi dheerinni isaanii dabaluu kan jalqaban yoo ta’u, kiristaalota uumuu kan danda’an yoo ta’u, kunis fiixeewwan kiristallisaayizeeshinii kaarvoota DSC naannoo 40°C irratti mul’atu. Fiixeen DSC hamma guddatu, kiristaloonni uumaman guddaa ta’a.
7.2 Dhiibbaa qabiyyeen etileenii amaloota ho’a gadi aanaa irratti qabu kan booda irratti ibsame malees, guddinni kiristaalaayitii salphaatti makamuu fi adeemsa kompaawundoota kiristallii of keessaa qaban irratti dhiibbaa qaba. Hammi kiristaalaayitii hamma guddatu sadarkaa makaa irratti hojiin ho’aa fi cirrachaa baay’ee barbaachisa, kunis poliimarii qaamolee biroo wajjin guutummaatti walitti makuuf. Ciminni laastika raw kompaawundoota EPDM qabiyyee etileen dabaluu wajjin dabalaa deema. Foormulaawwan cufuu bakka bu’aan qabiyyee etileenii itti safarame keessatti qabiyyeen etileenii %50 irraa gara %68tti dabaluu isaatiin yoo xiqqaate ciminni laastikaa dachaa afuriin akka dabalu taasiseera. Qabiyyeen etileenii dabaluu wajjin jabina ho’a kutaas ni dabala. Jabina Shore A maxxansituu poliimarii amoorfoos 63° yoo ta’u, jabina Shore A poliimarii qabiyyee etileenii olaanaa qabu 79° dha. Kunis tartiiba etileenii dabaluu, maxxansa keessatti kiristallisaayizeeshinii dabaluu fi poliimaroota teermoopilaastikii wal-simu dabaluu irraa kan ka’edha.
7.3 Jabina ho’a gadi aanaa irratti yeroo safaramu, faallaa poliimaroota qabiyyee etileenii ol’aanaa qabaniin, poliimaroota amoorfoos jijjiirama jabina xiqqaa kan agarsiisan yoo ta’u, jijjiiramni jabina qabiyyee etileenii ol’aanaa ta’e ammoo akkaataa sararaawaa kan hin agarsiifnee fi jabina ho’a kutaa keessatti ol’aanaa ta’ee kan hafu waan ta’eef, poliimaroota qabiyyee etileenii ol’aanaa qaban ho’a gadi aanaa irratti jabina olaanaa qabaachuu itti fufaniiru.
7.4 Tuutni dhiibbaa baay’inaan ho’a qorannoo irratti hundaa’a. Yoo 175°C irratti qoratame, garaagarummaan tuuta dhiibbaa poliimaroota kamiyyuu gidduutti hin jiru (seetiin dizaayinii kompaawundii fi filannoo sirna vaalkaanaayizeeshiniitiin dhiibbaa qaba). Kiristaalonni etileenii erga baala’anii booda poliimarri bifa amoorfoos kan agarsiisu yoo ta’u, bu’aa qabiyyee etileenii qorachuuf qorannoon 23°C irratti raawwatameera. Poolimaroonni qabiyyee etileenii ol’aanaa qaban difoormeeshinii dhaabbataa olaanaa (dachaa lamaa ol) akka qaban ifaadha, bu’aan qabiyyee etileenii yeroo -20°C fi -40°C irratti qoratamu daran guddaadha. Poolimaroonni qabiyyee etileenii %60 ol qaban difoormeeshinii dhaabbataa olaanaa (>80%) qabu; -40°C irratti, poliimaroota guutummaatti amoorfoos ta’an qofatu difoormeeshinii dhaabbataa gadi aanaa qaba (%17).
7.5 Dhiibbaa Qabiyyeen Ethylene Qormaata Gehman irraa Jabachuu Ho’a Gadi Aanaa Irratti Qabu. Teempireecharri yoo kenname, hamma kornee olka’u, jabinaan dabaluu (ykn moojuulasii dabaluu) gadi bu’a. Teempireechara gadi aanaa irratti qabiyyee etileenii dabaluu wajjin moojuulaasiin jabina baay’ee dabalaa deema. Poliimaroota amoorfoos ta’aniif T2 -47°C yoo ta’u, poliimarri qabiyyee etileenii olaanaa ta’e ammoo T2 -16°C qofa qaba.
7.6TR Safaruun shrinkage recovery saayimenii erga extension freezing booda qabiyyeen ethylene mala qorannoo irratti dhiibbaa guddaa qaba, kunis ammas qorannoo Gehman wajjin wal fakkaata.
Kun qormaata Gehman wajjin wal fakkaata. Xiqqeessuun (%) poliimaroota adda addaa akka dalagaa teempireecharaatti kan garaagarummaa qabu yoo ta’u, poliimaroota amoorfoos ho’a gadi aanaa irratti deebi’ee xiqqaachuu olaanaa kan qaban yoo ta’u; haa ta’u malee, akkuma tilmaamame, qabiyyeen etileenii teempireechara murtaa’e irratti dabalaa dhufuun dandamachuu ni hammaata.
fayyinni ni hammaata. Gatiin TR10 poliimaroota amoorfoos -53°C irraa hanga -28°C poliimaroota qabiyyee etileenii olaanaa qabaniif garaagarummaa qaba.
7.7 Marsaa boqonnaa dhiibbaa dhiibbaa (CSR).
Marsaa. Kompaawundoota dhiibbaa, 25°C irratti h 24f akka boqotan hayyamuu, achiis marsaa ho’a -20°C hanga 110°C gidduutti addaan citee sa’aatii 24f kaa’uu. Yeroo jalqabaaf yeroo dhiibamu, yeroo walmadaalummaa booda, poliimarri kiristallinaa E poliimarii amoorfoos caalaa kasaaraa dhiibbaa olaanaa kan qabu yoo ta’u, gara -20°Ctti yeroo gadi bu’u humni cufiinsa poliimaroota lamaan hir’ata, poliimarri amoorfoos A ammoo dhiibbaa qabachuu olaanaa qaba (F/F0 ol’aanaa). Kompaawundii gara 110°Ctti ho’isuun humna cufiinsa isaa kan deebise yoo ta’u, gara -20°Ctti yeroo deebi’ee gadi bu’u humni cufiinsaa poliimarii kiristallinaa hafe gatii isaa keessaa %20 gadi ture, kunis akka waliigalaatti hojiiwwan irra caalaan baay’ee gadi aanaa ta’ee fudhatama, poliimarri amoorfoos humna cufuu isaa %50 ol kan qabate yoo ta’u, poliimarri amoorfoos ammas kan caalaa deebi’ee argamu ol’aanaa qaba poliimarii kiristallinaa ta’e. Marsaan itti aanus yaada wal fakkaatu argamsiiseera. Poolimaroonni amoorfoos bakka raawwiin ho’a olaanaa fi gadi aanaa barbaachisutti hojiiwwan cufuudhaaf akka caalan ifaadha.
8. Dhiibbaa Qabiyyee Daayooliifiinii
Qabxii hin guutamne vaalkaanaayizeeshiniif barbaachisu kennuudhaaf, daayoolefiinoonni hin-konjugeetii kan akka ENB, HX fi DCPD poliimaroota etileen pirooppiiliiniitti dabalamu. Hidhni dachaa tokko maatiriksii poliimarii keessatti kan walnyaatu yoo ta’u, inni lammaffaan ammoo akka dabalata sansalata molakiyuulaa poliimarii ta’etti kan hojjetuu fi vaalkaanaayizeeshinii keelloo salfariitiif qabxii vaalkaanaayizeeshinii ni kenna. Bu’aan ENB piroofaayilii bar fuula konkolaataa (roobaa) keessatti madaalameera. Poolimaroonni ENB %2, %6 fi %8 of keessaa qaban walbira qabamaniiru.ENB dabalamuun amala vaalkaanaayizeeshinii fi dhangala’aa qaxxaamuraa irratti dhiibbaa guddaa qaba ture. Mooduuliin kan dabale yoo ta’u dheerinni ammoo haalaan hir’ateera. Yeroo ho’i olka’u jabina dabalee fi saatiin dhiibbaa fooyya’e. Qabiyyeen ENB akkuma dabalaa deemuun yeroon charring gabaabaa ta'a.
ENBn meeshaa amoorfoos yoo ta’u, lafee dugdaa poliimarii irratti yeroo dabalamu, kiristallisaayizeeshinii kutaa etileenii poliimarii ni jeeqa, kanaaf poliimaroota qabiyyee etileenii walfakkaataa qaban argamuu danda’u, qabiyyeen ENB ol’aanaa ta’e immoo amaloota ho’a gadi aanaa fooyyessa. Teempireechara kutaa keessatti qabiyyeen ENB ol’aanaa ta’e sababa dhangala’aa qaxxaamuraa fooyya’een tuuta dhiibbaa xiqqoo fooyyessa. Haa ta’u malee, teempireechara gadi aanaa irratti, tuuta dhiibbaa poliimaroota qabiyyee ENB ol’aanaa qaban kan poliimaroota qabiyyee ENB %2 qaban caalaa haalaan fooyya’aadha. Dhiibbaan qabiyyeen ENB teempireechara cabbii, ho’a duubatti deebi’uu, fi qorannoo Gehman irratti qabu akka waliigalaatti garaagarummaa guddaa ho’a cabbii poliimaroota gidduutti hin agarsiifne, akkasumas qorannoo Gehman fi qorannoo TR tiif, tokkoon tokkoon poliimarii qabiyyee ENB dabaluu wajjin amaloota ho’a gadi aanaa irratti fooyya’iinsa agarsiiseera.
9. Dhiibbaa Viskoositiin mooney Amaloota Ho’a Gadi Aanaa Irratti Qabu
Viskoositiin mooney (molecular mass) amala adeemsa elastomer irratti dhiibbaa guddaa akka qabu beekamaadha. Fayyadama extrusion fi molding keessatti Fayyadama extrusion fi molding keessatti kompaawundii gatii viscosity Mooney mijaawaa qabu filachuun barbaachisaa dha. Foormulaa walfakkaatu kan dhiibbaa monoomarri sadaffaan, ENB, amaloota ho’a gadi aanaa irratti qabu qorachuun viskoosii Mooney qorachuuf itti fayyadame fayyadamuun, poliimaroota viskoositii Mooney 30, 60, fi 80 qaban walbira qabamee, viiskoositiin Mooney kompaawundootaa akkuma viskoositiin Mooney poliimaroota fayyadaman dabalaa deemuun dabaleera. Ciminni harkisaa, moojuulasii fi ciminni laastika raw viscosity Mooney dabaluu wajjin dabalaa dhufe. Dhiibbaan viskoositii Mooney amaloota ho’a gadi aanaa EPDM irratti qabu guddaa hin turre. Haa ta’u malee, difoormeeshiniin dhaabbataa dhiibbaa teempireechara kutaa, -20°C fi -40°C irratti ulfaatina molakiyuulaa dabaluu wajjin dabalaa deema. Haa ta’u malee, dhiibbaan teempireechara kutaa, -20°C fi -40°C irratti kaa’ame ulfaatina molakiyuulaa dabaluu wajjin jijjiirama guddaa kan hin agarsiifne yoo ta’u, dhiibbaan teempireechara olka’aa (175°C) irratti saagame ammoo viskoosii mooney ol’aanaa maxxansitoota EPDM irratti jijjiirama tokko tokko agarsiise.
10. Xumura
Qabiyyeen etileenii fi daayoolefiinii raawwii elaastoomaroota EPDM hojiirra oolmaa ho’a gadi aanaa irratti dhiibbaa guddaa kan qabu yoo ta’u, poliimaroota qabiyyee etileenii gadi aanaa qaban ammoo sababa kiristallisaayizeeshinii kutaa etileenii poliimarii jeeqameen ga’umsa gaarii kan agarsiisan yoo ta’u, poliimaroota qabiyyee daayoolefiinii olaanaa qaban ammoo fooyya’uu danda’u. Poolimaroonni qabiyyee etileenii xiqqaa qaban yeroo raawwiin ho’a gadi aanaa daangeffame fayyadamuu qabu.
