Термопластиклардан аермалы буларак, эластомерлар гадәттә киң температурада һәм пыяла күчү температурасыннан (Tg) зуррак кулланыла. Эластомерларның термопластикага караганда өстенлеге - аларның киеренкелектән (югары эластиклык) тулысынча торгызылуы, шулай ук гомумиләштерелгән эластиклыгы, түбән катылыгы һәм түбән модуль үзлекләре. Эластомерлар бүлмә температурасыннан түбән кулланылганда, алар катылыкның артуын, модульнең артуын, эластиклыкның кимүен күрсәтәләр. Эластомерлар бүлмә температурасы астында кулланылганда, каты булу тенденциясе барлыкка килә, модулус арта, эластиклык кими (түбән киеренке) һәм кысылу арта. Эластомер проблемасына карап, бер үк вакытта ике күренеш булырга мөмкин - пыяла каты һәм өлешчә кристаллашу - CR, EPDM, NR кристаллизацияне күрсәтүче эластомерларның кайбер мисаллары.
1. Түбән температураны тикшерү
Бриттллык, кысу даими деформация, тарту, катыру һәм криоген катыру күп еллар түбән температурада полимер үзлекләрен характерлау өчен кулланыла. Компрессив стрессны йомшарту чагыштырмача яңа һәм төрле экологик шартларда материалның мөһерләү көчен билгеләүгә юнәлтелгән.
2. Температура
ASTM D 2137 бриттлылык температурасын иң түбән температура итеп билгели, анда вулканизацияләнгән каучук билгеле тәэсир шартларында сыну яки ярылуны күрсәтмәячәк. Алдан билгеләнгән форманың биш каучук үрнәге әзерләнә, палатага яки сыеклыкка урнаштырыла, 3 ± 0,5 минутка билгеләнгән температурага дучар ителә, аннары тәэсир тизлеге 2,0 ± 0,2 м / с бирелә. Specрнәкләр алынды һәм тәэсир яки ярылу сынаулары астында. Specрнәк алынды һәм тәэсир яки сыну өчен сыналды, барысы да зыянсыз. Тест сынау температурасына кадәр кабатланды - иң түбән температура, анда сынык табылмады, 1 ° C га якын иде.
3. Түбән температураны кысу җыелмасы һәм түбән температураның каты булуы
Түбән температураны кысу җыелмасы өчен сынау процедурасы стандарт кысу җыелмасына бик якын, температура коры боз, сыек азот яки механик ысул кебек кайбер энергия ысулы белән идарә ителә, һәм бәясе билгеләнгән температураның ± 1 ° C эчендә. Арматурадан торгызылганнан соң, үрнәк шулай ук алдан билгеләнгән түбән температурада урнаштырыла һәм диаметры 29 мм һәм калынлыгы 12,5 мм. Түбән температураны кысу җыелмасы - кушылманың кушымталарын мөһерләү өчен турыдан-туры ысул. Компрессив стрессны йомшарту - туры ысул һәм соңрак каралачак. Түбән температураның каты булуы, гадәттә, вулканизацияләнгән кысу җыелмасы үрнәге (29 мм х 12,5 мм) ярдәмендә билгеләнә, ләкин түбән температура контролендә кабат сынала, бу кысу җыелмасы белән бер үк, аннары кабат билгеләнгән температура белән бер үк температурада. Каты һәм түбән температуралы кысу җыелмасы суыту белән турыдан-туры тәэсир итә, шулай ук полимерның кристаллашу тенденциясе белән, кристалллашу тизлеге температурага бәйле, мәсәлән, CR иң тиз кристалллаша -10 ° C, аннары түбән температурада кими, нигездә полимер чылбыр сегментларының көчсезлеге аркасында (молекуляр чылбырлар үзгәртелә).
4. Гехман түбән температураның каты булуы
ASTM D 1053 түбән температураны катыру ысулын түбәндәгечә тасвирлый: эластик полимер үрнәкләр сериясе билгеле торсиональ тотрыклы чыбыкка тоташтырылган, һәм чыбыкның икенче очын чыбыкны борырга рөхсәт итә торган борылу башына тоташтыралар. Specрнәкләр нормадан түбән температурада җылылык үткәрү чарасына чумдырыла, ул вакытта борылу башы 180 ° ка борыла, аннары үрнәкләр үрнәкнең сыгылмалылыгына һәм катгыйлыгына бәйле булган күләмдә (180 ° тан кимрәк) борыла. Аннары гониометр күләмен кулланыгыз, үрнәк борылыш күләмен, борылыш почмагын һәм каучук материалның каты булуын билгеләгез. Бу вакытта системаның температурасы әкренләп күтәрелә, һәм температурага каршы борылыш почмагы сюжеты алына. Модульнең T2, T10, T100 җиткән температурасы гадәттә бүлмә температурасында модуль бәясенә тигез.
5. Түбән температураны алу (TR тесты)
TR тесты түбән температураның эффектларын билгеләү өчен кысылган даими деформация һәм компрессив стресс белән билгеләнгән компрессив стрессны йомшарту өчен, киеренке хәлдәге үрнәкнең сәләтен бәяләү өчен кулланыла. Элегерәк әйтелгәнчә, NR һәм PVC кебек күп полимерлар түбән температурада кристаллашачак, ләкин сузылу шулай ук кристаллашырга мөмкин, түбән температураның үзлекләрен караганда өстәмә факторларга китерә. Экспозицияне туктату кебек бәяләү кушымталары өчен, киеренкелек астында TR бик урынлы һәм еш кулланыла. Бу тестта үрнәк озын (еш 50% яки 100% ка) һәм озын хәлдә туңдырылган. Specрнәк чыгарыла, ул вакытта температура билгеләнгән ставкада күтәрелә, үрнәкнең торгызылуын үлчәү өчен, кысылу озынлыгы үлчәнә һәм озынлыгы языла. Specрнәк 10%, 30%, 50%, һәм 70% кыскарган температура гадәттә TR10, TR30, TR50, TR70 дип билгеләнә. TR10 бриттлылык температурасына кагыла; TR70 түбән температурада кысылуда үрнәкнең даими деформациясенә кагыла; һәм TR10 белән TR70 арасындагы аерма үрнәк кристаллизациясен үлчәү өчен кулланыла (аерма никадәр зур булса, кристаллашу тенденциясе шулкадәр зур).
6. Түбән температура компрессив стрессны йомшарту (CSR)
CSR тесты мөһер материалларының эшләве һәм тормышы турында фаразлау өчен кулланылырга мөмкин. Эластомик кушылмага даими деформация бирелгәч, берләштерелгән көч барлыкка килә, һәм материалның бу көчне билгеле бер экологик диапазонда саклап калу сәләте аның мөһерләү сәләтен үлчәя. Физик һәм химик механизмнар стрессны йомшартырга булышалар, вакыт һәм температура нигезендә, бер фактор өстенлек итәчәк, физик ял итү түбән температурада күзәтелә, билгеле бер стресстан соң, бу чылбырны үзгәртеп коруга һәм каучук тутыргыч һәм тутыргыч өслекләренең үзгәрүенә китерә, һәм стрессны бетерү системасының йомшаруы кире кайта. Higherгары температурада химик состав ял итү тизлеген билгели, физик процесслар кечкенә булганда һәм химик ял итү кире кайтарылмаса, чылбыр өзелүгә һәм үзара бәйләнешле реакцияләргә китерә. Температура велосипедында йөрү яки температураның кинәт артуы эластомерлардагы стрессны йомшартырга мөмкин. CSR тесты вакытында тест үрнәге урнаштырыла
CSR тесты вакытында, сынау үрнәге югары температурага дучар булганда, стрессны йомшарту көчәя. Әгәр стрессны йомшарту сынау башында булса, өстәмә ял итү күләме башта арта һәм беренче циклда максималь кыйммәткә ия. Эластик прибор белән (19 мм тышкы диаметр, эчке диаметры 15 мм), киеренке зур сынау кисәгендә, бүлмә температурасы калынлыгы 25% ка кысылачак, һәм 25 at экологик сынау палатасына, 24 ℃ температураны 24 maintain, аннары 24 ° температура, дәвамлы температура, 20 ° between 110, тәвәккәллек. Көч үлчәү сынау температурасында сынау вакытында өзлексез башкарыла.
7. Этилен эчтәлегенең эффекты
7.1 Этилен эчтәлеге EPDM полимерларының түбән температурасында иң зур йогынты ясый. Этилен эчтәлеге булган полимерлар 48% тан 72% га кадәр югары сыйфатлы мөһер формулалары буенча бәяләнде. Барысы да бу төрле полимерларда ENB кертеп, айның ябышлыгы үзгәрүен киметергә омтылалар.
Этилен / пропилен коэффициенты тигез булса һәм полимер чылбырда ике мономерның бүленеше очраклы булса, EPDM каучук аморф. 48% һәм 54% этилен булган EPDM бүлмә температурасында яки аннан да югары кристаллашмый. Этилен эчтәлеге 65% ка җиткәч, этилен эзлеклелеге саны һәм озынлыгы арта башлый һәм кристалллар барлыкка китерә ала, алар кристаллизациянең иң югары нокталарында DSC кәкреләрендә 40 ° C тирәсендә күзәтелә. DSC иң зуры, формалашкан кристалллар зуррак.
7.2 Соңрак каралган түбән температураның этилен эчтәлегенә өстәп, кристалл зурлыгы кристалл булган кушылмаларны катнаштыру һәм эшкәртү җиңеллегенә тәэсир итә. Кристаллит зурлыгы зуррак булганда, полимерны бүтән компонентлар белән тулысынча бәйләү өчен, катнашу этабында шулкадәр җылылык һәм кыру эше кирәк. EPDM кушылмаларының чимал резин көче этиленның артуы белән арта. Этилен эчтәлегенең эффекты үлчәнгән мөһерләү формулаларында этиленның 50% тан 68% ка артуы резин көченең ким дигәндә дүрт тапкыр артуына китерде. Бүлмә температурасының катылыгы этиленның артуы белән дә арта. Яр яры аморф полимер ябыштыргычның катылыгы 63 °, ә ярда иң югары этилен булган полимерның катылыгы 79 °. Бу этилен эзлеклелегенең артуы, ябыштыргычтагы кристалллашуның артуы, һәм термопластик полимерларның тиешле артуы белән бәйле.
7.3 Катылыгы түбән температурада үлчәнгәндә, югары этилен булган полимерлардан аермалы буларак, аморф полимерлар катылыкның аз үзгәрүен күрсәтәләр, ә югары этилен эчтәлегенең каты үзгәрүе сызыклы үрнәкне күрсәтми һәм катылыгы бүлмә температурасында югары булып кала, шуңа күрә югары этилен булган полимерлар түбән температурада иң каты булып кала.
7.4 Кысу җыелмасы күбесенчә тест температурасына бәйле. 175 ° C сынап каралса, полимерларның берсенең кысылуында аерма юк (комплект кушылма дизайны һәм вулканизация системасы сайлау тәэсирендә). Этилен кристаллары эреп беткәч, полимер аморф формасын күрсәтә, һәм этиленның эффектын тикшерү өчен 23 ° C температурада сынаулар үткәрелде. Этилен эчтәлеге югарырак булган полимерлар даими деформациягә ия (икеләтә күбрәк), һәм этиленның эффекты -20 ° C һәм -40 ° C сынаганда тагын да зуррак. 60% тан артык этилен булган полимерларның даими деформациясе бар (> 80%); -40 ° C температурада тулы аморф полимерларның гына түбән даими деформациясе бар (17%).
7.5 Этилен эчтәлегенең Гехман тестларыннан түбән температураның каты булуына тәэсире. Температураны исәпкә алып, почмак никадәр югары булса, катгыйлык түбәнәя (яки модульнең артуы). Түбән температурада, этилен күләме арту белән каты модуль сизелерлек арта. Амор полимерлары өчен T2 -47 ° C, ә иң югары этилен полимеры T2 -16 ° C.
7.6TR Озын туңдырылганнан соң үрнәкләрнең кыскартылуын үлчәү, этилен эчтәлеге сынау ысулына зур йогынты ясый, ул кабат Гехман тестына охшаган.
Бу Гехман тестына охшаган. Төрле полимерларның кысылуы (%) температура функциясе буларак үзгәрә, түбән температурада аморф полимерларның иң зур кысылуы торгызыла; ләкин, алдан әйтелгәнчә, этилен күләме билгеле бер температурада арткан саен торгызу начарлана.
торгызу начарлана. TR10 кыйммәте аморф полимерлар өчен -53 ° C дан, югары этиленлы полимерлар өчен -28 ° C га кадәр үзгәрә.
7.7 Компрессив стрессны йомшарту (CSR) циклы
Cyикл. Кушымталарны кысыгыз, 25 сәг. 24 сәг. Ял итәргә рөхсәт итегез, аннары аларны 24 сәг. Беренче тапкыр кысылганда, тигезләнү чорыннан соң, кристалл полимер E аморф полимерына караганда стрессны югарырак югалта, һәм -20 ° C ка төшкәндә ике полимерның мөһерләү көче кими, ә аморф полимеры стрессның югары саклануына ия (F / F0). Кушымтаны 110 ° C ка җылыту аның мөһерләү көчен торгызды, һәм -20 ° C ка кире кайткач, кристалл полимерның калган мөһерләү көче аның бәясенең 20% тан кимрәк иде, бу гадәттә күпчелек кушымталар өчен бик түбән санала, аморф полимеры мөһерләү көченең 50% тан артыгын саклый, һәм аморф полимер кристалл полимерга караганда югарырак торгызыла. Киләсе цикл шундый ук нәтиҗәләр ясады. Амор полимерларының югары һәм түбән температура эшләве кирәк булган кушымталарны мөһерләү өчен өстенлеге аңлашыла.
8. Диолефин эчтәлегенең эффекты
Вулканизация өчен кирәк булган туенмаган ноктаны тәэмин итү өчен, этилен пропилен полимерларына ENB, HX һәм DCPD кебек конижат булмаган диолефиннар кушыла. Бер парлы полимер матрицада реакцияләнә, икенчесе полимерлаштырылган молекуляр чылбырны тулыландыручы ролен башкара һәм күкерт сары вулканизация өчен вулканизация ноктасын тәэмин итә. ENB эффекты шкаф (яңгыр) бар профилендә бәяләнде. 2%, 6% һәм 8% ENB булган полимерлар чагыштырылды. ENB кушылуы вулканизация үзенчәлекләренә һәм үзара бәйләнеш тыгызлыгына зур йогынты ясады. Озынлык сизелерлек кимегәндә модуль артты. Катылык артты һәм температура күтәрелү вакытында кысу җыелмасы яхшырды. ENB эчтәлеге арта барган саен, зарядка вакыты кыскара.
ENB - аморф материал, һәм полимер арка сөягенә кушылгач, ул полимерның этилен өлешенең кристалллашуын боза, шул ук этилен эчтәлеге булган полимерлар алына ала, һәм ENB-ның югары эчтәлеге түбән температураны яхшырта. Бүлмә температурасында, югары ENB эчтәлеге үзара бәйләнеш тыгызлыгы аркасында кысылу җыелмасын бераз яхшырта. Ләкин, түбән температурада, югары ENB эчтәлеге булган полимерларның кысу җыелмасы 2% ENB эчтәлеге булган полимерларга караганда яхшырак. ENB эчтәлегенең бриттлылык температурасына, температураның тартылуына һәм Гехман сынавына полимерлар арасындагы бриттлылык температурасында зур аерма күрсәтелмәде, һәм Gehman тесты һәм TR тесты өчен, һәр полимер ENB эчтәлеге арту белән түбән температураның яхшыруын күрсәтте.
9. Муенның түбән температураның үзлекләренә йогынтысы
Билгеле булганча, айның ябышлыгы (молекуляр масса) эластомерларны эшкәртү тәртибенә зур йогынты ясый. Экструзия һәм формалаштыру кушымталарында Экструзия һәм формалаштыру кушымталарында, Муни ябышлыгы кыйммәте булган кушылма сайлау мөһим. Өченче мономер, ENB, түбән температуралы үзлекләргә Муни ябышлыгын тикшерү өчен кулланылган шул ук формуляцияне кулланып, 30, 60, һәм 80 Муни ябышлыгы булган полимерлар чагыштырылды, һәм кулланылган полимерларның Муни ябышлыгы арту белән кушылмаларның Муни ябышлыгы артты. Керү көче, модуль, чимал каучук көче Муни ябышлыгын арттыру белән артты. Муни ябышлылыгының EPDMның түбән температурасына тәэсире зур булмаган. Ләкин, бүлмә температурасында кысылуның даими деформациясе, -20 ° C һәм -40 ° C молекуляр масса арту белән арта. Ләкин, бүлмә температурасында куелган кысу, -20 ° C һәм -40 ° C молекуляр массаның артуы белән сизелерлек үзгәрмәде, ә югары температурада (175 ° C) кысылу EPDM ябыштыргычларының югары айлык ябышлыгы өчен кайбер үзгәрешләр күрсәтте.
10. Йомгаклау
Этилен һәм диолефин эчтәлеге түбән температура кушымталарында EPDM эластомерларының эшләвенә зур йогынты ясый, түбән этиленлы полимерлар яхшы эшли, һәм диолефин эчтәлеге булган полимерлар полимерның этилен өлешенең кристалллашуы аркасында яхшыра. Түбән этиленлы полимерлар түбән температураның эшләнеше чикләнгәндә кулланылырга тиеш.
