Tofauti na thermoplastics, elastomers hutumiwa kwa viwango vingi vya joto na kwa kiasi kikubwa juu ya joto lao la mpito la kioo (Tg). Faida za elastomers juu ya thermoplastics ni uwezo wao wa kurejesha karibu kabisa kutoka kwa hali ya mvutano (high elasticity), pamoja na elasticity yao ya jumla, ugumu wa chini na mali ya chini ya modulus. Wakati elastomers hutumiwa chini ya joto la kawaida, zinaonyesha ongezeko la ugumu, ongezeko la moduli, na kupungua kwa elasticity. Wakati elastomers zinatumiwa chini ya joto la kawaida, kuna tabia ya ugumu kuongezeka, modulus kuongezeka, elasticity kupungua (chini tensile) na compression kuweka kuongezeka. Kulingana na shida na elastomer, matukio mawili yanaweza kutokea kwa wakati mmoja - ugumu wa glasi na ukaushaji wa sehemu - CR, EPDM, NR ni baadhi ya mifano ya elastomers zinazoonyesha fuwele.
1. Maelezo ya jumla ya kupima joto la chini
Brittleness, compression deformation ya kudumu, retraction, ugumu na cryogenic ugumu imekuwa kutumika kwa miaka mingi ili sifa sifa za polymer katika joto la chini. Utulizaji wa mfadhaiko wa mfadhaiko ni mpya kiasi na unalenga katika kubainisha nguvu ya kuziba ya nyenzo kwa kipindi fulani cha muda chini ya hali mbalimbali za mazingira.
2. Joto la Brittleness
ASTM D 2137 inafafanua halijoto ya brittleness kuwa joto la chini kabisa ambalo mpira ulioathiriwa hautaonyesha kuvunjika au kupasuka chini ya hali maalum ya athari. Sampuli tano za mpira za sura iliyopangwa tayari zimeandaliwa, zimewekwa kwenye chumba au kati ya kioevu, chini ya joto la kuweka kwa 3± 0.5min, na kisha hupewa kasi ya athari ya 2.0 ± 0.2m / s. Vielelezo huondolewa na kufanyiwa majaribio ya athari au mpasuko. Sampuli huondolewa na kujaribiwa kwa athari au kuvunjika, yote bila uharibifu. Jaribio lilirudiwa hadi joto la brittleness - joto la chini kabisa ambalo hakuna fracture ilipatikana ilikuwa karibu sana na 1 ° C.
3. Seti ya Ukandamizaji wa Joto la Chini na Ugumu wa Joto la Chini
Utaratibu wa majaribio ya seti ya mbano ya halijoto ya chini unakaribiana sana na ule wa kuweka mbano wa kawaida, isipokuwa kwamba halijoto inadhibitiwa na mbinu fulani ya nishati, kama vile barafu kavu, nitrojeni kioevu au mbinu za kimakenika, na thamani iko ndani ya ± 1°C ya halijoto iliyowekwa awali. Baada ya kupona kutoka kwa muundo, sampuli pia huwekwa kwenye joto la chini lililowekwa tayari na kuumbwa kwa kipenyo cha 29 mm na unene wa 12.5 mm. Seti ya ukandamizaji wa halijoto ya chini ni njia isiyo ya moja kwa moja ya kuziba matumizi ya kiwanja husika. Kupumzika kwa msongo wa mawazo ni njia ya moja kwa moja na itajadiliwa baadaye. Ugumu wa joto la chini pia kawaida huamuliwa kwa kutumia kielelezo cha seti ya ukandamizaji iliyoathiriwa (29mm x 12.5mm), lakini imejaribiwa tena kwa udhibiti wa joto la chini, ambalo ni sawa na lile la kuweka compression, na kisha tena kwa joto sawa na joto lao lililowekwa. Ugumu na seti ya ukandamizaji wa joto la chini huathiriwa moja kwa moja na baridi, lakini pia na tabia ya polima kuangaza, na kiwango cha fuwele hutegemea joto, kwa mfano, CR huangaza haraka sana karibu -10 ° C, na kisha hupungua kwa joto la chini, hasa kutokana na kutosonga kwa sehemu za mnyororo wa polima (kufungia kwa minyororo ya molekuli).
4. Gehman Low Joto Ugumu
ASTM D 1053 inaelezea njia ya ugumu wa joto la chini kama ifuatavyo: mfululizo wa vielelezo vya elastic vya polymer huunganishwa kwa kudumu kwa waya yenye mzunguko unaojulikana wa torsional, na mwisho mwingine wa waya umeunganishwa kwenye kichwa cha torsion kinachoweza kuruhusu waya kupotoshwa. Vielelezo vinaingizwa kwenye kati ya uhamisho wa joto kwa joto maalum chini ya kawaida, wakati ambapo kichwa cha torsion kinapigwa na 180 °, na kisha vielelezo vinapigwa kwa kiasi (chini ya 180 °) ambacho kinategemea kinyume cha kubadilika na ugumu wa sampuli. Kisha tumia kiasi cha goniometer kuamua kiasi cha sampuli ya twist, angle ya twist na ugumu wa nyenzo za mpira. Joto la mfumo huongezeka kwa hatua kwa hatua katika hatua hii, na njama ya angle ya twist dhidi ya joto hupatikana. Viwango vya joto ambavyo moduli hufikia T2, T10, na T100 kawaida hurekodiwa sawa na thamani ya moduli kwenye joto la kawaida.
5. Upunguzaji wa Joto la Chini (Jaribio la TR)
Jaribio la TR hutumika kutathmini uwezo wa sampuli katika hali ya mvutano wakati deformation ya kudumu ya kubana na utulivu wa mkazo unaoamuliwa na mkazo wa kubana hutumiwa kubainisha athari za joto la chini. Kama ilivyoonyeshwa hapo awali, polima nyingi kama vile NR na PVC zitang'aa kwa halijoto ya chini, lakini kunyoosha kunaweza pia kung'aa, na kusababisha vipengele vya ziada wakati wa kuangalia sifa za joto la chini. Kwa programu za tathmini kama vile kusimamishwa kwa moshi, TR chini ya mvutano inafaa sana na hutumiwa mara kwa mara. Katika jaribio hili, sampuli hupanuliwa (mara nyingi kwa 50% au 100%) na kugandishwa katika hali ya vidogo. Sampuli hiyo inatolewa, wakati ambapo joto linafufuliwa kwa kiwango kilichopangwa ili kupima urejesho wa sampuli, urefu wa kupungua hupimwa na urefu hurekodi. Viwango vya joto ambapo sampuli hupungua kwa 10%, 30%, 50%, na 70% kawaida hujulikana kama TR10, TR30, TR50, na TR70. TR10 inahusiana na joto la brittleness; TR70 inahusiana na deformation ya kudumu ya sampuli katika ukandamizaji wa joto la chini; na tofauti kati ya TR10 na TR70 hutumika kupima ukaushaji wa sampuli (tofauti kubwa zaidi, ndivyo tabia ya kuangazia inavyokuwa kubwa).
6 . Kupumzika kwa Mkazo wa Halijoto ya Chini (CSR)
Jaribio la CSR linaweza kutumika kufanya utabiri kuhusu utendakazi na maisha ya nyenzo za kuziba. Wakati kiwanja cha elastomeric kinapewa deformation ya mara kwa mara, nguvu ya pamoja huundwa, na uwezo wa nyenzo kudumisha nguvu hii ndani ya aina fulani ya mazingira hupima uwezo wake wa kuziba. Taratibu zote za mwili na kemikali huchangia kupumzika kwa mafadhaiko, kwa kuzingatia wakati na hali ya joto, sababu moja itatawala, kupumzika kwa mwili kunazingatiwa kwa joto la chini, mara tu baada ya mkazo fulani, ambayo husababisha upangaji upya wa mnyororo na mabadiliko katika nyuso za kujaza mpira na kujaza, na kupumzika kwa mfumo wa kuondoa mafadhaiko kunaweza kubadilishwa. Katika halijoto ya juu, utungaji wa kemikali huamua kiwango cha utulivu, wakati michakato ya kimwili tayari ni ndogo na utulivu wa kemikali hauwezi kutenduliwa, na kusababisha kuvunjika kwa minyororo na athari za kuunganisha. Kuendesha baisikeli halijoto au ongezeko la ghafla la halijoto kunaweza kuathiri utulivu wa mfadhaiko katika elastoma. Wakati wa mtihani wa CSR, sampuli ya mtihani huwekwa
Wakati wa kupima CSR, utulivu wa mfadhaiko huongezeka wakati sampuli ya jaribio inapokabiliwa na halijoto ya juu. Ikiwa utulivu wa mkazo hutokea mapema katika mtihani, kiasi cha utulivu wa ziada huongezeka kwanza na ina thamani ya juu wakati wa mzunguko wa kwanza. Katika kipande cha mtihani mkubwa wa mtihani wa kuzalisha sampuli za gasket (19mm kipenyo cha nje, kipenyo cha ndani cha 15mm), na fixture elastic itasisitizwa kwa sampuli kwa unene wa joto la chumba cha 25%, na saa 25 ℃ ndani ya chumba cha mtihani wa mazingira, joto la 25 ℃ kudumisha 24h, na kisha chini hadi -20 kwa joto la chini, na kisha chini hadi -20. -20 ~ 110 ℃ mzunguko wa 24h, muda wote wa mtihani katika joto la mtihani, joto la mtihani, uamuzi wa kuendelea kwa nguvu. Kipimo cha nguvu kinafanywa mfululizo katika muda wote wa jaribio kwenye joto la majaribio.
7. Athari ya Maudhui ya Ethylene
7.1 Maudhui ya ethilini yana athari kubwa zaidi kwenye utendaji wa halijoto ya chini ya polima za EPDM. Polima zenye maudhui ya Ethylene kuanzia 48% hadi 72% zilitathminiwa chini ya uundaji wa ubora wa juu wa kuziba. Zote zinalenga kupunguza utofauti wa mnato wa mooney kwa kuanzisha ENB katika polima hizi tofauti.
Raba ya EPDM ni ya amofasi ikiwa uwiano wa ethilini/propylene ni sawa na usambazaji wa monoma mbili katika mnyororo wa polima ni wa nasibu. EPDM yenye 48% na 54% maudhui ya ethilini haiweki kwenye joto la kawaida au zaidi ya chumba. Wakati yaliyomo ya ethilini yanafikia 65%, mfuatano wa ethilini huanza kuongezeka kwa idadi na urefu na unaweza kuunda fuwele, ambazo huzingatiwa katika vilele vya fuwele kwenye mikondo ya DSC karibu 40 ° C. Kadiri vilele vya DSC vikubwa, ndivyo fuwele zinazoundwa.
7.2 Mbali na athari za maudhui ya ethilini kwenye sifa za joto la chini zilizojadiliwa baadaye, ukubwa wa fuwele huathiri urahisi wa kuchanganya na usindikaji wa misombo yenye fuwele. Kadiri saizi ya fuwele inavyokuwa kubwa, ndivyo joto zaidi na kazi ya kukata nywele inavyohitajika katika hatua ya kuchanganya ili kuchanganya kikamilifu polima na vipengele vingine. Nguvu ya mpira mbichi ya misombo ya EPDM huongezeka kwa kuongezeka kwa maudhui ya ethilini. Katika michanganyiko ya kuziba ambapo athari ya maudhui ya ethilini ilipimwa, ongezeko la maudhui ya ethilini kutoka 50% hadi 68% lilisababisha angalau ongezeko la mara nne la nguvu ya mpira. Ugumu wa joto la chumba pia huongezeka kwa kuongezeka kwa maudhui ya ethilini. Pwani Ugumu wa kibandiko cha polima amofasi ni 63°, ilhali Pwani A ugumu wa polima yenye maudhui ya juu zaidi ya ethilini ni 79°. Hii ni kutokana na ongezeko la mlolongo wa ethylene, ongezeko la fuwele kwenye wambiso, na ongezeko linalofanana la polima za thermoplastic.
7.3 Wakati ugumu unapimwa kwa joto la chini, tofauti na polima zilizo na maudhui ya juu ya ethilini, polima za amofasi huonyesha mabadiliko kidogo katika ugumu, ambapo mabadiliko ya ugumu wa maudhui ya juu ya ethilini hayaonyeshi muundo wa mstari na ugumu hubakia juu kwenye joto la kawaida, ili polima zilizo na maudhui ya juu ya ethilini kwenye joto la chini ziendelee kuwa na ugumu wa juu zaidi.
7.4 Seti ya mgandamizo inategemea sana halijoto ya majaribio. Ikiwa imejaribiwa kwa 175 ° C, hakuna tofauti katika kuweka compression kati ya polima yoyote (seti inathiriwa na muundo wa kiwanja na uchaguzi wa mfumo wa vulcanization). Baada ya kuyeyuka kwa fuwele za ethylene, polima huonyesha fomu ya amorphous, na ili kuchunguza athari za maudhui ya ethilini, vipimo vilifanyika kwa 23 ° C. Polima zilizo na kiwango cha juu cha ethilini kwa uwazi zina deformation ya juu ya kudumu (zaidi ya mara mbili zaidi), na athari ya maudhui ya ethilini ni kubwa zaidi inapojaribiwa kwa -20 ° C na -40 ° C. Polima zilizo na zaidi ya 60% ya ethylene zina deformation ya juu ya kudumu (> 80%); ifikapo -40°C, polima za amofasi kikamilifu pekee ndizo zilizo na deformation ya chini ya kudumu (17%).
7.5 Madhara ya Maudhui ya Ethylene kwenye Ugumu wa Halijoto ya Chini kutokana na Majaribio ya Gehman. Kutokana na hali ya joto, juu ya kona, chini ya ongezeko la ugumu (au ongezeko la moduli). Kwa joto la chini, moduli ya ugumu huongezeka kwa kiasi kikubwa na kuongezeka kwa maudhui ya ethylene. Kwa polima za amofasi, T2 ni -47°C, wakati polima ya juu zaidi ya ethilini ina T2 ya -16°C pekee.
7.6TR Kupima ahueni ya shrinkage ya vielelezo baada ya kufungia kwa ugani, maudhui ya ethilini yana athari kubwa kwenye njia ya mtihani, ambayo ni sawa tena na mtihani wa Gehman.
Hii ni sawa na mtihani wa Gehman. Kusinyaa (%) kwa polima mbalimbali hutofautiana kulingana na utendaji wa halijoto, huku polima za amofasi zikiwa na ahueni ya juu zaidi ya kusinyaa kwa joto la chini; hata hivyo, kama ilivyotabiriwa, uokoaji huharibika kadiri maudhui ya ethilini yanavyoongezeka kwa joto fulani.
ahueni inazorota. Thamani ya TR10 inatofautiana kutoka -53°C kwa polima za amofasi hadi -28°C kwa polima zenye maudhui ya juu ya ethilini.
7.7 Mzunguko wa kupumzika kwa mkazo (CSR).
Mzunguko. Shinikiza misombo, waruhusu kupumzika kwa 25 ° C kwa h 24, na kisha uwaweke kwenye mzunguko wa joto kutoka -20 ° C hadi 110 ° C mara kwa mara kwa 24 h. Inapokandamizwa kwa mara ya kwanza, baada ya kipindi cha kusawazisha, polima ya fuwele E ina hasara kubwa ya mkazo kuliko polima ya amofasi, na inapoteremshwa hadi -20 ° C nguvu ya kuziba ya polima mbili hupungua, wakati polima ya amofasi A ina uhifadhi mkubwa wa dhiki (ya juu F/F0). Kupasha joto kiwanja hadi 110°C kulirejesha nguvu yake ya kuziba, na iliporudishwa chini hadi -20°C, nguvu iliyobaki ya kuziba ya polima ya fuwele ilikuwa chini ya 20% ya thamani yake, ambayo kwa ujumla inachukuliwa kuwa ya chini sana kwa matumizi mengi, huku polima ya amofasi ikibakiza zaidi ya 50% ya nguvu yake ya kuziba, na kuwa na polima ya amofasi ya juu tena kuliko polima ya fuwele. Mzunguko uliofuata ulitoa hitimisho sawa. Ni wazi kwamba polima za amofasi ni bora kwa programu za kuziba ambapo utendaji wa joto la juu na la chini unahitajika.
8. Athari ya Maudhui ya Diolefin
Ili kutoa sehemu isiyojaa inayohitajika kwa uvulcanization, diolefini zisizounganishwa kama ENB, HX na DCPD huongezwa kwenye polima za ethylene propylene. Bondi moja maradufu humenyuka katika matrix ya polima, huku ya pili hufanya kama kikamilisho cha mnyororo wa molekuli iliyopolimishwa na hutoa sehemu ya uvulcanization kwa uvutaji wa manjano ya salfa. Athari ya ENB ilitathminiwa katika wasifu wa kioo cha mbele (mvua). Polima zilizo na 2%, 6% na 8% ENB zililinganishwa. Ongezeko la ENB lilikuwa na athari kubwa kwenye sifa za vulcanization na msongamano wa kiungo. Modulus iliongezeka wakati urefu ulipungua kwa kiasi kikubwa. Ugumu uliongezeka na kuweka compression kuboreshwa wakati wa kupanda kwa joto. Kadiri maudhui ya ENB yanavyoongezeka, muda wa kuchaji unakuwa mfupi.
ENB ni nyenzo ya amorphous, na inapoongezwa kwenye uti wa mgongo wa polymer, inasumbua fuwele ya sehemu ya ethylene ya polima, ili polima zilizo na maudhui sawa ya ethylene zinaweza kupatikana, na maudhui ya juu ya ENB inaboresha mali ya chini ya joto. Katika halijoto ya kawaida, maudhui ya juu ya ENB huboresha kidogo mgandamizo kutokana na msongamano ulioboreshwa wa viunganishi. Hata hivyo, kwa joto la chini, seti ya mbano ya polima yenye maudhui ya juu ya ENB ni bora zaidi kuliko ile ya polima zilizo na maudhui ya ENB 2%. Madhara ya maudhui ya ENB kwenye halijoto ya brittleness, upunguzaji wa halijoto, na jaribio la Gehman halikuonyesha tofauti yoyote kubwa katika halijoto ya brittleness kati ya polima kwa ujumla, na kwa jaribio la Gehman na jaribio la TR, kila polima ilionyesha uboreshaji wa sifa za joto la chini na kuongezeka kwa maudhui ya ENB.
9. Athari ya Mnato wa mooney kwenye Sifa za Halijoto ya Chini
Inajulikana kuwa mnato wa mooney (molekuli ya molekuli) una athari kubwa juu ya tabia ya usindikaji wa elastomers. Katika matumizi ya extrusion na ukingo Katika maombi ya extrusion na ukingo, ni muhimu kuchagua kiwanja na thamani ya mnato ya Mooney inayofaa. Kwa kutumia uundaji ule ule ambao ulitumiwa kuchunguza athari za monoma ya tatu, ENB, kwenye sifa za halijoto ya chini kuchunguza mnato wa Mooney, polima zenye mnato wa Mooney wa 30, 60, na 80 zililinganishwa, na mnato wa Mooney wa misombo uliongezeka kadri mnato wa Mooney wa polima zinazotumiwa unavyoongezeka. Nguvu isiyo na nguvu, moduli na nguvu ya mpira mbichi iliongezeka kwa mnato wa Mooney unaoongezeka. Athari za mnato wa Mooney kwenye sifa za joto la chini za EPDM hazikuwa muhimu. Hata hivyo, deformation ya kudumu ya compression kwenye joto la kawaida, -20 ° C na -40 ° C huongezeka kwa kuongezeka kwa molekuli ya molekuli. Hata hivyo, mgandamizo uliowekwa kwenye joto la kawaida, -20°C na -40°C haukubadilika sana kwa kuongezeka kwa molekuli, ilhali mgandamizo uliowekwa kwenye viwango vya joto vya juu (175°C) ulionyesha mabadiliko fulani kwa mnato wa juu wa mooney wa adhesives za EPDM.
10. Hitimisho
Maudhui ya ethilini na diolefini ina athari kubwa katika utendaji wa elastoma za EPDM katika matumizi ya joto la chini, na polima zilizo na maudhui ya chini ya ethilini hufanya vizuri na polima zenye maudhui ya juu ya diolefini kuboresha kutokana na kuvuruga kwa fuwele ya sehemu ya ethilini ya polima. Polima za maudhui ya ethilini ya chini zinapaswa kutumika wakati utendaji wa halijoto ya chini ni kizuizi.
