În industria cauciucului, rezistența maximă la tracțiune este o proprietate mecanică fundamentală. Acest parametru experimental măsoară rezistența finală a unui compus de cauciuc vulcanizat. Chiar dacă un produs din cauciuc nu este niciodată tras aproape de rezistența sa maximă la tracțiune, mulți utilizatori de produse din cauciuc îl consideră totuși un indicator important al calității generale a compusului. Rezistența la tracțiune este, prin urmare, o specificație foarte generală și, deși utilizarea finală a unui anumit produs are puțin de-a face cu aceasta, formulatorii trebuie adesea să facă tot posibilul pentru a o îndeplini.

1. Principii generale

Pentru a obține cea mai mare rezistență la tracțiune, ar trebui să începem de obicei cu elastomeri unde poate apărea cristalizarea indusă de deformare, de exemplu NR, CR, IR, HNBR.

2. Cauciuc natural NR

Adezivii pe bază de cauciuc natural au de obicei o rezistență la tracțiune mai mare decât adezivii din neopren. Dintre diferitele grade de cauciuc natural, pelicula de fum nr. 1 are cea mai mare rezistență la tracțiune. Sa raportat că, cel puțin în cazul compușilor umpluți cu negru de fum, pelicula de fum nr. 3 oferă o rezistență la tracțiune mai bună decât pelicula de fum nr. 1. Pentru compușii de cauciuc natural, plastifianții chimici (plastizol) cum ar fi bifenil amidotiofenol sau pentaclorotiofenol (PCTP) trebuie să fie evitați, deoarece reduc rezistența la rupere a compusului.

3. Cloropren CR

Cloroprenul (CR) este un cauciuc cristalin indus de deformare care oferă o rezistență ridicată la tracțiune în absența materialelor de umplutură. De fapt, rezistența la tracțiune poate fi uneori crescută prin reducerea cantității de umplutură. Greutățile moleculare mai mari ale CR dau rezistențe mai mari la tracțiune.

4. Cauciuc nitrilic NBR

NBR cu un conținut ridicat de acrilonitril (ACN) oferă o rezistență mai mare la tracțiune. NBR cu o distribuție îngustă a greutății moleculare oferă o rezistență mai mare la tracțiune.

5. Influența greutății moleculare

Prin optimizare, utilizarea NBR-urilor cu vâscozitate ridicată a meniscului și greutate moleculară mare oferă rezistențe mai mari la tracțiune.

6. Elastomeri carboxilati

Luați în considerare înlocuirea NBR necarboxilat cu XNBR carboxilat și HNBR necarboxilat cu XHNBR carboxilat pentru a îmbunătăți rezistența la tracțiune a compusului.

NBR carboxilat cu o cantitate adecvată de oxid de zinc oferă o rezistență la tracțiune mai mare decât NBR convențional.

7. EPDM

Utilizarea EPDM semicristalin (conținut ridicat de etilenă) oferă rezistențe mai mari la tracțiune.

8. EPDM reactiv

Înlocuirea EPDM nemodificat cu EPDM modificat cu anhidridă maleică 2% (fracție de masă) în amestecuri cu NR crește rezistența la tracțiune a compușilor NR/EPDM.

9. Geluri

Gelurile sintetice, cum ar fi SBR, conțin în general stabilizatori. Cu toate acestea, la amestecarea compușilor SBR la temperaturi peste 163°C, pot fi produse atât geluri libere (care pot fi amestecate) cât și geluri strânse (care nu pot fi amestecate și sunt insolubile în anumiți solvenți). Ambele tipuri de gel reduc rezistența la tracțiune a compusului. Prin urmare, temperatura de amestecare a SBR trebuie tratată cu grijă.

10. Vulcanizare

O modalitate importantă de a obține o rezistență ridicată la tracțiune este optimizarea densității reticularii, evitarea sulfurării insuficiente, postvulcanizării și evitarea formării de bule a cauciucului în timpul vulcanizării din cauza presiunii insuficiente sau a utilizării componentelor volatile.

11. Vulcanizare cu cădere de presiune

Pentru produsele vulcanizate în autoclave, formarea de blistere și reducerea rezultată a rezistenței la tracțiune poate fi evitată prin reducerea treptată a presiunii până la sfârșitul vulcanizării, aceasta fiind cunoscută sub denumirea de „vulcanizare cu cădere de presiune”.

12. Timp și temperatură de vulcanizare

Timpi mai lungi de vulcanizare la temperaturi mai scăzute au ca rezultat formarea de rețele de legături multi-sulfuri, o densitate mai mare de reticulare a sulfului și, în consecință, o rezistență la tracțiune mai mare.

13. Rezistența la tracțiune poate fi îmbunătățită prin tehnici de amestecare mai bune pentru a îmbunătăți dispersia materialelor de umplutură de armare, cum ar fi negrul de fum, evitând în același timp amestecarea impurităților sau a componentelor mari nedispersate.

14. Umpluturi

Pentru materiale de umplutură, cum ar fi negru de fum sau silice, alegerea unei particule mici cu o suprafață specifică mare poate fi eficientă în îmbunătățirea rezistenței la tracțiune. Ar trebui evitate materialele de umplere care nu se întăresc sau de umplere, cum ar fi argila, carbonatul de calciu, talcul, nisipul de cuarț etc.

15. Negru de fum

Pentru a se asigura că negrul de fum este bine dispersat, umplerea acestuia trebuie mărită la nivelul optim pentru a îmbunătăți rezistența la tracțiune. Negrul de fum cu particule mici va avea o cantitate optimă de umplere scăzută. Creșterea suprafeței specifice a negrului de fum și îmbunătățirea dispersiei negrului de fum prin extinderea ciclului de amestecare poate îmbunătăți rezistența la tracțiune a cauciucului.

16. Alb negru de fum

Utilizarea silicei precipitate cu o suprafață specifică mare poate îmbunătăți în mod eficient rezistența la tracțiune a compusului.

17. plastifianți

Plastifianții trebuie evitați dacă se dorește o rezistență mare la tracțiune.

18. La vulcanizarea compușilor NBR, vulcanizarea convențională este mai dificil de dispersat uniform, prin urmare, sulful tratat cu carbonat de magneziu se va dispersa mai bine în compușii polari precum NBR. Dacă agentul de vulcanizare nu este bine dispersat, rezistența la tracțiune poate fi grav afectată.

19. Rețea de reticulare cu legături multisulfuroase

Cu sistemele convenționale de vulcanizare, rețeaua de reticulare este dominată de legături polisulfurice; cu EV, rețeaua de reticulare este dominată de legături sulfurice simple și duble, prima rezultând o rezistență la tracțiune mai mare.

20. Rețele de reticulare ionică

Compușii ionici reticulați au o rezistență la tracțiune mai mare, deoarece punctele reticulate pot aluneca și, prin urmare, se pot mișca fără a fi rupte.

21. Cristalizarea la stres

Combinația de cauciuc natural și neopren care conține cristale de stres în adeziv va ajuta la creșterea rezistenței la tracțiune.