ในอุตสาหกรรมยาง ความต้านทานแรงดึงสูงสุดเป็นคุณสมบัติเชิงกลขั้นพื้นฐาน พารามิเตอร์การทดลองนี้จะวัดความแข็งแรงสูงสุดของสารประกอบยางวัลคาไนซ์ แม้ว่าผลิตภัณฑ์ยางจะไม่เคยถูกดึงเข้าใกล้ความต้านทานแรงดึงสูงสุด แต่ผู้ใช้ผลิตภัณฑ์ยางจำนวนมากยังคงถือว่าสิ่งนี้เป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญของคุณภาพโดยรวมของสารประกอบ ความต้านทานแรงดึงจึงเป็นข้อกำหนดทั่วไป และแม้ว่าการใช้งานขั้นสุดท้ายของผลิตภัณฑ์เฉพาะเจาะจงจะเกี่ยวข้องเพียงเล็กน้อยเท่านั้น แต่ผู้กำหนดสูตรมักจะต้องพยายามอย่างเต็มที่เพื่อให้บรรลุผลดังกล่าว
1. หลักการทั่วไป
เพื่อให้ได้ค่าความต้านทานแรงดึงสูงสุด โดยทั่วไปควรเริ่มต้นด้วยอีลาสโตเมอร์ที่อาจเกิดการตกผลึกที่เกิดจากความเครียด เช่น NR, CR, IR, HNBR
2. ยางธรรมชาติ NR
กาวที่ทำจากยางธรรมชาติมักจะมีความต้านทานแรงดึงสูงกว่ากาวนีโอพรีน ในบรรดายางธรรมชาติเกรดต่างๆ ฟิล์มฟูมเบอร์ 1 มีความต้านทานแรงดึงสูงสุด มีรายงานว่า อย่างน้อยในกรณีของสารประกอบที่เติมคาร์บอนแบล็ค ฟิล์มฟูมหมายเลข 3 ให้ความต้านทานแรงดึงได้ดีกว่าฟิล์มฟูมหมายเลข 1 สำหรับสารประกอบยางธรรมชาติ จะต้องหลีกเลี่ยงสารเคมีพลาสติไซเซอร์ (พลาสติซอล) เช่น ไบฟีนิลอะมิโดไทโอฟีนอลหรือเพนตะคลอโรไทโอฟีนอล (PCTP) เนื่องจากจะทำให้ความต้านทานแรงดึงของสารประกอบลดลง
3.คลอโรพรีนซีอาร์
คลอโรพรีน (CR) เป็นยางผลึกที่เกิดจากความเครียดซึ่งให้ความต้านทานแรงดึงสูงในกรณีที่ไม่มีสารตัวเติม ในความเป็นจริง ความต้านทานแรงดึงสามารถเพิ่มขึ้นได้ในบางครั้งโดยการลดปริมาณของสารตัวเติม น้ำหนักโมเลกุลที่สูงขึ้นของ CR จะทำให้มีความต้านทานแรงดึงสูงขึ้น
4.ยางไนไตรล์ NBR
NBR ที่มีอะคริโลไนไตรล์ (ACN) สูงจะให้ความต้านทานแรงดึงที่สูงกว่า NBR ที่มีการกระจายน้ำหนักโมเลกุลแคบทำให้มีความต้านทานแรงดึงสูงขึ้น
5. อิทธิพลของน้ำหนักโมเลกุล
ด้วยการเพิ่มประสิทธิภาพ การใช้ NBR ที่มีความหนืดวงเดือนสูงและมีน้ำหนักโมเลกุลสูงจะทำให้มีความต้านทานแรงดึงสูงขึ้น
6. อีลาสโตเมอร์แบบคาร์บอกซิเลต
พิจารณาเปลี่ยน NBR ที่ไม่คาร์บอกซิเลตด้วย XNBR ที่ถูกเติมคาร์บอกซี และ HNBR ที่ไม่คาร์บอกซิเลตด้วย XHNBR ที่ถูกเติมคาร์บอกซี เพื่อปรับปรุงความต้านทานแรงดึงของสารประกอบ
NBR แบบคาร์บอกซิเลตที่มีซิงค์ออกไซด์ในปริมาณที่เหมาะสมจะให้ความต้านทานแรงดึงที่สูงกว่า NBR ทั่วไป
7. อีพีดีเอ็ม
การใช้ EPDM กึ่งผลึก (ปริมาณเอทิลีนสูง) จะให้ความต้านทานแรงดึงที่สูงกว่า
8. EPDM ปฏิกิริยา
การแทนที่ EPDM ที่ไม่มีการดัดแปลงด้วย EPDM ดัดแปลงมาอิกแอนไฮไดรด์ 2% (เศษส่วนมวล) ผสมกับ NR จะเพิ่มความต้านทานแรงดึงของสารประกอบ NR/EPDM
9. เจล
เจลสังเคราะห์ เช่น SBR โดยทั่วไปจะมีสารเพิ่มความคงตัว อย่างไรก็ตาม เมื่อผสมสารประกอบ SBR ที่อุณหภูมิสูงกว่า 163°C จะสามารถผลิตทั้งเจลที่หลวม (ซึ่งสามารถผสมออกไปได้) และเจลที่แน่นหนา (ซึ่งไม่สามารถผสมออกไปได้และไม่ละลายในตัวทำละลายบางชนิด) ก็สามารถเกิดขึ้นได้ เจลทั้งสองชนิดช่วยลดความต้านทานแรงดึงของสารประกอบ ดังนั้นจึงต้องรักษาอุณหภูมิการผสมของ SBR ด้วยความระมัดระวัง
10. การหลอมโลหะ
วิธีสำคัญในการได้รับความต้านทานแรงดึงสูงคือการเพิ่มความหนาแน่นของการเชื่อมขวางให้เหมาะสม หลีกเลี่ยงการเกิดกำมะถันน้อยเกินไป หลังการหลอมโลหะ และหลีกเลี่ยงการพองตัวของยางในระหว่างการหลอมโลหะเนื่องจากแรงดันไม่เพียงพอหรือการใช้ส่วนประกอบที่ระเหยได้
11. การหลอมโลหะด้วยแรงดันตก
สำหรับผลิตภัณฑ์ที่วัลคาไนซ์ในหม้อนึ่งความดัน สามารถหลีกเลี่ยงการก่อตัวของพุพองและความต้านทานแรงดึงที่ลดลงได้โดยการค่อยๆ ลดความดันลงจนกระทั่งสิ้นสุดการวัลคาไนเซชัน ซึ่งเรียกว่า 'วัลคาไนเซชันแรงดันตก'
12. เวลาและอุณหภูมิในการหลอมโลหะ
เวลาการวัลคาไนเซชันที่นานขึ้นที่อุณหภูมิต่ำลงส่งผลให้เกิดพันธะหลายซัลเฟอร์ ความหนาแน่นของการเชื่อมขวางของซัลเฟอร์สูงขึ้น และส่งผลให้มีความต้านทานแรงดึงสูงขึ้น
13. ความต้านแรงดึงสามารถปรับปรุงได้โดยเทคนิคการผสมที่ดีขึ้น เพื่อปรับปรุงการกระจายตัวของสารตัวเติมเสริมแรง เช่น คาร์บอนแบล็ค ในขณะที่หลีกเลี่ยงการผสมของสิ่งเจือปนหรือส่วนประกอบขนาดใหญ่ที่กระจายตัวไม่ได้
14. ฟิลเลอร์
สำหรับสารตัวเติม เช่น คาร์บอนแบล็คหรือซิลิกา การเลือกขนาดอนุภาคขนาดเล็กที่มีพื้นที่ผิวจำเพาะขนาดใหญ่จะมีประสิทธิภาพในการปรับปรุงความต้านทานแรงดึงได้ ควรหลีกเลี่ยงสารตัวเติมที่ไม่เสริมแรงหรือเติม เช่น ดินเหนียว แคลเซียมคาร์บอเนต แป้ง ทรายควอทซ์ ฯลฯ
15. คาร์บอนแบล็ค
เพื่อให้แน่ใจว่าคาร์บอนแบล็คจะกระจายตัวได้ดี ควรเพิ่มไส้คาร์บอนให้อยู่ในระดับที่เหมาะสมเพื่อเพิ่มความต้านทานแรงดึง คาร์บอนแบล็คที่มีขนาดอนุภาคเล็กจะมีปริมาณการบรรจุที่เหมาะสมต่ำ การเพิ่มพื้นที่ผิวจำเพาะของคาร์บอนแบล็คและปรับปรุงการกระจายตัวของคาร์บอนแบล็คโดยการขยายรอบการผสมสามารถปรับปรุงความต้านทานแรงดึงของยางได้
16.สีขาวคาร์บอนแบล็ค
การใช้ซิลิกาตกตะกอนที่มีพื้นที่ผิวจำเพาะสูงสามารถปรับปรุงความต้านทานแรงดึงของสารประกอบได้อย่างมีประสิทธิภาพ
17. พลาสติไซเซอร์
ควรหลีกเลี่ยงพลาสติไซเซอร์หากต้องการความต้านทานแรงดึงสูง
18. เมื่อทำการวัลคาไนซ์สารประกอบ NBR การวัลคาไนซ์แบบธรรมดาจะกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอได้ยากกว่า ดังนั้น กำมะถันที่บำบัดด้วยแมกนีเซียมคาร์บอเนตจะกระจายตัวได้ดีกว่าในสารประกอบมีขั้ว เช่น NBR หากสารวัลคาไนซ์กระจายตัวไม่ดี ความต้านทานแรงดึงอาจได้รับผลกระทบร้ายแรง
19. เครือข่ายเชื่อมขวางที่มีพันธะหลายกำมะถัน
ด้วยระบบวัลคาไนเซชันแบบเดิม เครือข่ายการเชื่อมขวางจะถูกครอบงำด้วยพันธะโพลีซัลไฟด์ ด้วย EV เครือข่ายการเชื่อมขวางจะถูกครอบงำด้วยพันธะซัลไฟด์เดี่ยวและคู่ ซึ่งพันธะซัลไฟด์แบบแรกส่งผลให้มีความต้านทานแรงดึงสูงขึ้น
20. เครือข่ายอิออนเชื่อมขวาง
สารประกอบเชื่อมโยงข้ามไอออนิกมีความต้านทานแรงดึงสูงกว่าเนื่องจากจุดเชื่อมโยงข้ามสามารถลื่นและเคลื่อนที่ได้โดยไม่ฉีกขาด
21. การตกผลึกของความเครียด
การผสมผสานระหว่างยางธรรมชาติและนีโอพรีนที่มีผลึกความเค้นในกาวจะช่วยเพิ่มความต้านทานแรงดึงได้
