Beda jeung térmoplastik, elastomer ilaharna dipaké dina rupa-rupa suhu jeung nyata di luhur suhu transisi kaca (Tg). Kaunggulan tina elastomer dibandingkeun thermoplastics nyaéta kamampuhan maranéhna pikeun cageur ampir sakabéhna tina kaayaan tensile (élastisitas tinggi), kitu ogé élastisitas umum maranéhanana, teu karasa lemah sareng sipat modulus low. Nalika elastomer dipaké handap suhu kamar, aranjeunna némbongkeun paningkatan dina karasa, paningkatan dina modulus, sarta panurunan dina élastisitas. Nalika elastomer dipaké di handap suhu kamar, aya kacenderungan pikeun karasa nambahan, modulus nambahan, élastisitas ngurangan (tensile low) jeung komprési disetel naek. Gumantung kana masalah elastomer nu, dua fenomena bisa lumangsung dina waktos anu sareng - kaca hardening sarta kristalisasi parsial - CR, EPDM, NR sababaraha conto elastomers nu némbongkeun kristalisasi.
1. Tinjauan nguji suhu low
Brittleness, komprési deformasi permanén, retraction, hardening na cryogenic hardening geus dipaké mangtaun-taun guna characterize sipat polimér dina suhu low. Rélaxasi setrés komprési kawilang énggal sareng museurkeun kana nangtukeun gaya sealing tina bahan dina sababaraha waktos dina sababaraha kaayaan lingkungan.
2. Suhu Brittleness
ASTM D 2137 ngahartikeun suhu brittleness salaku suhu panghandapna dimana karét vulcanized moal nembongkeun narekahan atawa beubeulahan dina kaayaan dampak husus. Lima spésimén karét bentukna tos ditangtukeun disiapkeun, disimpen dina chamber atawa medium cair, subjected ka suhu set pikeun 3 ± 0,5 mnt, lajeng dibéré laju dampak 2,0 ± 0,2m / s. Spésimén dicabut sareng diuji dampak atanapi rupture test. Spésimén dipiceun sareng diuji pikeun dampak atanapi narekahan, sadayana tanpa karusakan. Tes diulang nepi ka suhu brittleness - suhu panghandapna di mana teu kapanggih narekahan deukeut pisan 1 ° C.
3. Set komprési Suhu Low na Hardening Suhu Low
Prosedur tés pikeun set komprési suhu-rendah caket pisan sareng set komprési standar, kecuali suhu dikontrol ku sababaraha metode énergi, sapertos és garing, nitrogén cair, atanapi metode mékanis, sareng nilaina aya dina ± 1 ° C tina suhu prasetél. Saatos recovery ti fixture nu, specimen ogé disimpen dina suhu low prasetél jeung dijieun ka diaméter 29 mm sarta ketebalan tina 12,5 mm. Set komprési suhu-rendah mangrupikeun padika henteu langsung pikeun nutup aplikasi sanyawa anu dimaksud. Rélaxasi setrés komprési mangrupikeun metode langsung sareng bakal dibahas engké. Hardening hawa low ogé biasana ditangtukeun maké vulcanized komprési set specimen (29mm x 12.5mm), tapi ulang diuji dina kadali hawa low, nu sarua jeung nu keur komprési set, lajeng deui dina suhu anu sarua sakumaha hawa set maranéhanana. Hardening sareng set komprési suhu rendah langsung kapangaruhan ku cooling, tapi ogé ku kacenderungan polimér ka crystallize, kalayan laju kristalisasi gumantung kana suhu, misalna, CR crystallizes panggancangna sabudeureun -10 ° C, lajeng nurun dina suhu nu leuwih handap, utamana alatan immobility sahiji bagéan ranté polimér (nu beku saméméh ranté rearrangement).
4. Gehman Low Suhu Hardening
ASTM D 1053 ngajelaskeun metode pengerasan suhu-rendah sapertos kieu: séri spésimén polimér elastis dipasang dina kawat kalayan konstanta torsional anu dipikanyaho, sareng tungtung kawat anu sanés napel kana sirah torsi anu tiasa ngantepkeun kawat dipintal. Spésimén dicelupkeun dina médium mindahkeun panas dina suhu spésifik di handap normal, dina waktos éta sirah torsi dipintal ku 180 °, teras spésimén dipulas ku jumlah (kirang ti 180 °) anu gumantung kana kabalikan tina kalenturan sareng kaku spésimén. Teras nganggo jumlah goniometer pikeun nangtukeun jumlah pulas specimen, sudut pulas sareng karasa bahan karét. Suhu sistem laun-laun ningkat dina titik ieu, sareng plot sudut pulas ngalawan suhu dicandak. Suhu dimana modulus ngahontal T2, T10, sareng T100 biasana kacatet sami sareng nilai modulus dina suhu kamar.
5. Retraction Suhu Lemah (TR Test)
Uji TR dianggo pikeun ngira-ngira kamampuan spésimén dina kaayaan tegangan nalika deformasi permanén compressive sareng rélaxasi setrés komprési anu ditangtukeun ku setrés komprési dianggo pikeun nangtukeun épék suhu anu handap. Salaku katutupan saméméhna, loba polimér kawas NR jeung PVC bakal crystallize dina suhu low, tapi manjang ogé bisa crystallize, ngarah kana faktor tambahan lamun nempo sipat hawa low. Pikeun aplikasi evaluasi sapertos suspénsi knalpot, TR dina kaayaan tegangan pas pisan sareng sering dianggo. Dina tés ieu, spésimén dipanjangkeun (sering ku 50% atanapi 100%) sareng beku dina kaayaan manjang. Spésimén dileupaskeun, dina waktos éta suhu naékkeun dina laju anu ditangtukeun pikeun ngukur pamulihan spésimen, panjang susutna diukur sareng manjangna dirékam. Suhu dimana spésimén ngaleutikan ku 10%, 30%, 50%, sareng 70% biasana kacatet salaku TR10, TR30, TR50, sareng TR70. TR10 pakait jeung suhu brittleness; TR70 aya hubunganana sareng deformasi permanén tina spésimén dina komprési suhu rendah; sareng bédana antara TR10 sareng TR70 dianggo pikeun ngukur kristalisasi spésimén (langkung ageung bédana, langkung ageung kacenderungan ngakristal).
6 . Rélaxasi Stress Compressive Suhu Rendah (CSR)
Tes CSR bisa dipaké pikeun nyieun prediksi ngeunaan kinerja jeung kahirupan bahan sealing. Nalika sanyawa elastomérik dibéré deformasi konstan, gaya gabungan didamel, sareng kamampuan bahan pikeun ngajaga gaya ieu dina rentang lingkungan anu tangtu ngukur kamampuan pikeun ngégél. Mékanisme fisik sareng kimiawi nyumbang kana rélaxasi setrés, dumasar kana waktos sareng suhu, hiji faktor bakal ngadominasi, rélaxasi fisik dititénan dina suhu anu handap, langsung saatos setrés anu dipasihkeun, anu nyababkeun panyusun ulang ranté sareng parobihan dina permukaan karét-filler sareng filler-filler, sareng rélaxasi sistem panyabutan setrés tiasa malik. Dina suhu anu langkung luhur, komposisi kimia nangtukeun laju rélaxasi, nalika prosés fisik parantos alit sareng rélaxasi kimiawi teu tiasa malik, ngarah kana pegatna ranté sareng réaksi cross-linking. Ngabuburit suhu atanapi kanaékan suhu anu ngadadak tiasa gaduh pangaruh kana rélaxasi setrés dina elastomer. Salila tés CSR, spésimén tés disimpen
Salila tés CSR, rélaxasi setrés ningkat nalika spésimén tés ngalaman suhu anu luhur. Upami rélaxasi setrés lumangsung dina awal tés, jumlah rélaxasi tambahan naék heula sareng gaduh nilai maksimal salami siklus munggaran. Dina sapotong test tensile badag pikeun ngahasilkeun sampel gasket (19mm diaméterna luar, diaméterna jero 15mm), kalawan fixture elastis bakal dikomprés ka specimen ka ketebalan suhu kamar maranéhanana 25%, sarta dina 25 ℃ kana chamber test lingkungan, suhu dina 25 ℃ pikeun ngajaga 24h, lajeng ka handap pikeun -20 ℃ antara -2 ℃, lajeng ka handap pikeun -20 ℃. 110 ℃ siklus 24h, sakabéh waktu test dina suhu test, suhu test, tekad gaya kontinyu. Pangukuran gaya dilaksanakeun terus-terusan sapanjang waktos tés dina suhu tés.
7. Pangaruh Kandungan Étiléna
7.1 Eusi étiléna boga dampak pangbadagna dina kinerja suhu handap polimér EPDM. Polimér kalayan eusi étiléna mimitian ti 48% dugi ka 72% dievaluasi dina formulasi sealing kualitas luhur. Sadayana tujuanana pikeun ngirangan variasi viskositas mooney ku ngenalkeun ENB dina polimér anu béda-béda ieu.
Karét EPDM amorf lamun rasio étiléna/propilén sarua jeung sebaran dua monomér dina ranté polimér sacara acak. EPDM kalawan 48% jeung 54% eusi étiléna teu crystallize dina atawa di luhur suhu kamar. Nalika eusi étiléna ngahontal 65%, runtuyan étiléna mimiti nambahan jumlah jeung panjangna sarta bisa ngabentuk kristal, anu dititénan dina puncak kristalisasi dina kurva DSC sakitar 40°C. Langkung ageung puncak DSC, langkung ageung kristal anu kabentuk.
7.2 Salian pangaruh eusi étiléna dina sipat suhu handap dibahas engké, ukuran kristalit mangaruhan betah campur jeung ngolah sanyawa ngandung kristal. Beuki gede ukuran kristalit, beuki panas jeung geser gawé diperlukeun dina tahap Pergaulan pikeun pinuh nyampur polimér jeung komponén séjén. Kakuatan karét atah tina sanyawa EPDM naek kalawan ngaronjatna eusi étiléna. Dina formulasi sealing dimana pangaruh eusi étiléna diukur, paningkatan eusi étiléna tina 50% nepi ka 68% nyababkeun sahenteuna opat kali lipat kanaékan kakuatan karét. Teu karasa suhu-kamar ogé ningkat ku ngaronjatna eusi étiléna. Karasa Shore A tina napel polimér amorf nyaéta 63°, sedengkeun karasa Shore A tina polimér anu eusi étiléna pangluhurna nyaéta 79°. Ieu alatan kanaékan runtuyan étiléna, ngaronjatna kristalisasi dina napel, sarta kanaékan pakait dina polimér thermoplastic.
7.3 Lamun karasa diukur dina suhu low, kontras jeung polimér nu eusi étiléna luhur, polimér amorf némbongkeun parobahan karasa saeutik, sedengkeun parobahan karasa eusi étiléna luhur teu némbongkeun pola liniér jeung karasa tetep luhur dina suhu kamar, ku kituna polimér nu ngandung eusi étiléna nu leuwih luhur terus boga karasa pangluhurna dina suhu low.
7.4 Set komprési sakitu legana gumantung kana suhu tés. Upami diuji dina 175 ° C, teu aya bédana dina set komprési antara polimér mana waé (set dipangaruhan ku desain sanyawa sareng pilihan sistem vulkanisasi). Sanggeus lebur kristal étiléna, polimér némbongkeun wangun amorf, sarta pikeun nguji pangaruh eusi étiléna, tés dilaksanakeun dina 23 ° C. Polimér nu eusi étiléna leuwih luhur jelas boga deformasi permanén nu leuwih luhur (leuwih ti dua kali leuwih loba), sarta pangaruh eusi étiléna leuwih gedé lamun diuji dina -20°C jeung -40°C. Polimér kalawan leuwih ti 60% eusi étiléna boga deformasi permanén tinggi (> 80%); dina -40°C, ngan polimér pinuh amorf boga deformasi permanén low (17%).
7.5 Pangaruh Kandungan Étiléna dina Hardening Suhu Low ti Tés Gehman. Dibéré suhu, nu leuwih luhur sudut, nu handap kanaékan stiffness (atawa kanaékan modulus). Dina suhu anu handap, modulus kaku naek sacara signifikan kalayan ngaronjatna eusi étiléna. Pikeun polimér amorf, T2 nyaéta -47°C, sedengkeun polimér eusi étiléna pangluhurna boga T2 ukur -16°C.
7.6TR Ngukur shrinkage recovery spésimén sanggeus extension katirisan, eusi étiléna boga pangaruh signifikan dina metoda test, nu deui sarupa test Gehman.
Ieu sami sareng tes Gehman. Nyusutna (%) tina rupa-rupa polimér béda-béda salaku fungsi suhu, sareng polimér amorf ngagaduhan pamulihan susutna pangluhurna dina suhu anu handap; kumaha oge, sakumaha diprediksi, recovery deteriorates sakumaha eusi étiléna naek dina suhu nu tangtu.
recovery deteriorates. Nilai TR10 beda-beda ti -53°C pikeun polimér amorf nepi ka -28°C pikeun polimér nu eusi étiléna luhur.
7.7 Siklus rélaxasi setrés komprési (CSR).
Siklus. Kompres sanyawa, ngidinan aranjeunna bersantai dina 25 ° C salila 24 jam, lajeng nempatkeun aranjeunna dina siklus hawa mimitian ti -20 ° C nepi ka 110 ° C intermittently pikeun 24 jam. Nalika dikomprés pikeun kahiji kalina, sanggeus periode equilibration, kristalin polimér E boga leungitna stress leuwih luhur batan polimér amorf, sarta lamun lowered ka -20 ° C gaya sealing tina dua polimér nurun, sedengkeun polimér amorf A ngabogaan ingetan tinggi stres (luhur F / F0). Pemanasan sanyawa ka 110 ° C malikkeun gaya sealing na, sarta nalika dibawa deui ka handap -20 ° C, gaya sealing sésana tina polimér kristalin éta kirang ti 20% tina nilaina, nu umumna dianggap low teuing pikeun kalolobaan aplikasi, jeung polimér amorf nahan leuwih ti 50% tina gaya sealing na, sarta polimér amorf leuwih luhur ti recovery polimér amorf. siklus salajengna yielded conclusions sarupa. Ieu jelas yén polimér amorf leuwih unggul pikeun aplikasi sealing dimana kinerja hawa tinggi na low diperlukeun.
8. Pangaruh Kandungan Diolefin
Pikeun nyadiakeun titik teu jenuh diperlukeun pikeun vulkanisasi, diolefin non-conjugated kawas ENB, HX jeung DCPD ditambahkeun kana polimér étiléna propiléna. Hiji beungkeut ganda meta dina matriks polimér, sedengkeun nu kadua meta salaku pelengkap ranté molekular polymerized sarta nyadiakeun titik vulkanisasi pikeun vulkanisasi konéng walirang. Pangaruh ENB dievaluasi dina profil bar kaca (hujan). Polimér anu ngandung 2%, 6% sareng 8% ENB dibandingkeun.Tambahan ENB ngagaduhan pangaruh anu signifikan dina ciri vulkanisasi sareng dénsitas crosslink. Modulus ningkat bari elongation turun sacara signifikan. Teu karasa ningkat sareng set komprési ningkat nalika naékna suhu. Nalika eusi ENB ningkat, waktos charring janten langkung pondok.
ENB mangrupa bahan amorf, sarta lamun ditambahkeun kana tulang tonggong polimér, éta ngaganggu kristalisasi bagian étiléna polimér, ku kituna polimér kalawan eusi étiléna sarua bisa diala, sarta eusi luhur ENB ngaronjatkeun sipat-suhu low. Dina suhu kamar, eusi ENB nu leuwih luhur rada ningkatkeun set komprési alatan dénsitas crosslink ningkat. Nanging, dina suhu anu handap, set komprési polimér anu eusina ENB langkung luhur sacara signifikan langkung saé tibatan polimér anu eusina 2% ENB. Pangaruh eusi ENB dina suhu brittleness, retraction suhu, sarta uji Gehman urang teu némbongkeun béda anu signifikan dina suhu brittleness antara polimér sacara umum, sarta pikeun uji Gehman urang jeung test TR, unggal polimér némbongkeun pamutahiran dina sipat-suhu low kalawan ngaronjatna eusi ENB.
9. Pangaruh viskositas mooney dina Sipat Suhu Low
Perlu dipikanyaho yén viskositas mooney (massa molekular) gaduh pangaruh anu signifikan dina paripolah ngolah elastomer. Dina Tonjolan sarta aplikasi molding Dina Tonjolan sarta aplikasi molding, hal anu penting pikeun milih sanyawa kalawan nilai viskositas Mooney cocog. Nganggo rumusan anu sami anu dianggo pikeun nalungtik pangaruh monomér katilu, ENB, dina sipat suhu rendah pikeun nguji viskositas Mooney, polimér anu viskositas Mooney 30, 60, sareng 80 dibandingkeun, sareng viskositas Mooney tina sanyawa ningkat nalika viskositas Mooney tina polimér anu dianggo. Kakuatan tensile, modulus, jeung kakuatan karét atah ngaronjat kalayan ngaronjatna viskositas Mooney. Pangaruh viskositas Mooney dina sipat suhu rendah EPDM henteu signifikan. Tapi, komprési deformasi permanén dina suhu kamar, -20 ° C jeung -40 ° C naek kalawan ngaronjatna massa molekul. Tapi, komprési diatur dina suhu kamar, -20 ° C jeung -40 ° C teu robah sacara signifikan kalayan ngaronjatna massa molekular, sedengkeun komprési disetel dina suhu luhur (175 ° C) némbongkeun sababaraha parobahan pikeun viskositas mooney luhur tina napel EPDM.
10. Kacindekan
Etiléna jeung diolefin eusi boga pangaruh signifikan dina kinerja elastomer EPDM dina aplikasi suhu low, kalawan polimér kalawan eusi étiléna low kinerja alus sarta polimér kalawan eusi diolefin tinggi ngaronjatkeun alatan kristalisasi kaganggu tina bagian étiléna polimér. polimér eusi étiléna low kudu dipake lamun kinerja hawa low mangrupakeun watesan.
