Ko dabi awọn thermoplastics, awọn elastomers ni igbagbogbo lo lori ọpọlọpọ awọn iwọn otutu ati ni pataki ju iwọn otutu iyipada gilasi wọn (Tg). Awọn anfani ti awọn elastomers lori thermoplastics ni agbara wọn lati bọsipọ patapata patapata lati ipo fifẹ (elasticity giga), bakanna bi rirọ gbogbogbo wọn, lile kekere ati awọn ohun-ini modulus kekere. Nigbati a ba lo awọn elastomers labẹ iwọn otutu yara, wọn ṣe afihan ilosoke ninu lile, ilosoke ninu modulus, ati idinku ninu rirọ. Nigbati a ba lo awọn elastomers ni isalẹ iwọn otutu yara, ifarahan wa fun lile lati pọ si, modulus lati pọ si, rirọ lati dinku (fifẹ kekere) ati funmorawon ṣeto lati pọ si. Ti o da lori iṣoro pẹlu elastomer, awọn iyalẹnu meji le waye ni akoko kanna - lile gilaasi ati crystallization apakan - CR, EPDM, NR jẹ diẹ ninu awọn apẹẹrẹ ti awọn elastomer ti o ṣafihan crystallization.
1. Akopọ ti kekere otutu igbeyewo
Brittleness, funmorawon abuku yẹ, ifaseyin, líle ati cryogenic líle ti a ti lo fun opolopo odun ni ibere lati se apejuwe polima-ini ni kekere awọn iwọn otutu. Isinmi aapọn ipanu jẹ tuntun tuntun ati pe o dojukọ lori ṣiṣe ipinnu ipa idii ti ohun elo kan ni akoko kan labẹ ọpọlọpọ awọn ipo ayika.
2. Brittleness otutu
ASTM D 2137 ṣalaye iwọn otutu brittleness bi iwọn otutu ti o kere julọ ninu eyiti roba vulcanized kii yoo ṣe afihan fifọ tabi rupture labẹ awọn ipo ipa pato. Awọn apẹrẹ roba marun ti apẹrẹ ti a ti pinnu tẹlẹ ti pese, ti a gbe sinu iyẹwu tabi alabọde omi, ti a tẹriba si iwọn otutu ti a ṣeto fun 3 ± 0.5min, ati lẹhinna fun iyara ipa ti 2.0 ± 0.2m / s. Awọn apẹẹrẹ ti yọ kuro ati ki o tẹriba si ipa tabi idanwo rupture. Apeere naa ti yọ kuro ati idanwo fun ipa tabi fifọ, gbogbo laisi ibajẹ. Atunwo idanwo naa titi di iwọn otutu brittleness - iwọn otutu ti o kere julọ nibiti a ko rii dida egungun sunmọ 1°C.
3. Ṣeto Imudara iwọn otutu kekere ati Imudara iwọn otutu kekere
Ilana idanwo fun eto funmorawon otutu kekere jẹ isunmọ si iyẹn fun eto funmorawon boṣewa, ayafi ti iwọn otutu ni iṣakoso nipasẹ diẹ ninu awọn ọna agbara, gẹgẹbi yinyin gbigbẹ, nitrogen olomi, tabi awọn ọna ẹrọ, ati pe iye naa wa laarin ± 1 ° C ti iwọn otutu tito tẹlẹ. Lẹhin imularada lati imuduro, apẹrẹ naa tun wa ni tito tẹlẹ ni iwọn otutu kekere ati ṣe apẹrẹ si iwọn ila opin ti 29 mm ati sisanra ti 12.5 mm. Eto funmorawon otutu kekere jẹ ọna aiṣe-taara fun awọn ohun elo lilẹ ti agbo ni ibeere. Isinmi wahala titẹ ni ọna taara ati pe yoo jiroro nigbamii. Lile iwọn otutu kekere tun jẹ ipinnu nigbagbogbo nipa lilo apẹrẹ funmorawon vulcanized (29mm x 12.5mm), ṣugbọn tun ṣe idanwo ni iṣakoso iwọn otutu kekere, eyiti o jẹ kanna bi iyẹn fun ṣeto funmorawon, ati lẹhinna lẹẹkansi ni iwọn otutu kanna bi iwọn otutu ti ṣeto wọn. Eto lile ati iwọn otutu kekere ni o ni ipa taara nipasẹ itutu agbaiye, ṣugbọn tun nipasẹ ifarahan ti polima lati crystallize, pẹlu oṣuwọn crystallization ti o da lori iwọn otutu, fun apẹẹrẹ, CR crystallizes yiyara ni ayika -10 ° C, ati lẹhinna dinku ni awọn iwọn otutu kekere, nipataki nitori ailagbara ti awọn apa pq polima (awọn ẹwọn molikula ṣaaju ki o to di didi).
4. Gehman Low otutu Hardening
ASTM D 1053 ṣe apejuwe ọna líle iwọn otutu kekere bi atẹle: lẹsẹsẹ ti awọn apẹẹrẹ polymer rirọ ni a so mọ okun waya kan pẹlu igbagbogbo torsional ti a mọ, ati opin okun waya miiran ti so mọ ori torsion ti o lagbara lati jẹ ki okun waya yipo. Awọn apẹẹrẹ ti wa ni iṣipopada ni gbigbe gbigbe ooru ni iwọn otutu kan pato ti o wa ni isalẹ deede, ni akoko ti ori torsion ti wa ni yiyi nipasẹ 180 °, lẹhinna awọn apẹrẹ ti wa ni iyipada nipasẹ iye kan (kere ju 180 °) ti o da lori idakeji ti awọn apẹrẹ ti o ni irọrun ati lile. Lẹhinna lo iye goniometer lati pinnu iye lilọ apẹrẹ, igun ti lilọ ati lile ti ohun elo roba. Awọn iwọn otutu ti awọn eto ti wa ni maa pọ ni aaye yi, ati ki o kan Idite ti awọn igun ti lilọ lodi si otutu ti wa ni gba. Awọn iwọn otutu ninu eyiti modulus de ọdọ T2, T10, ati T100 ni a gba silẹ nigbagbogbo bi dogba si iye modulus ni iwọn otutu yara.
5. Ipadasẹhin otutu kekere (idanwo TR)
Idanwo TR naa ni a lo lati ṣe iṣiro agbara ti apẹrẹ ni ipo fifẹ nigbati ibajẹ ayeraye compressive ati isunmi aapọn ti a pinnu nipasẹ aapọn compressive ni a lo lati pinnu awọn ipa iwọn otutu kekere. Gẹgẹbi a ti bo ni iṣaaju, ọpọlọpọ awọn polima bii NR ati PVC yoo ṣe kristeli ni awọn iwọn otutu kekere, ṣugbọn nina tun le di crystallize, ti o yori si awọn ifosiwewe afikun nigbati o n wo awọn ohun-ini iwọn otutu kekere. Fun awọn ohun elo igbelewọn bii idadoro eefi, TR labẹ ẹdọfu jẹ deede ati lilo nigbagbogbo. Ninu idanwo yii, apẹrẹ naa jẹ elongated (nigbagbogbo nipasẹ 50% tabi 100%) ati didi ni ipo elongated. Apeere naa ti tu silẹ, ni akoko ti iwọn otutu ti gbe soke ni iwọn ti a ti pinnu lati wiwọn imularada ti apẹrẹ, ipari ti isunku ti wa ni wiwọn ati elongation ti wa ni igbasilẹ. Awọn iwọn otutu ninu eyiti apẹrẹ naa dinku nipasẹ 10%, 30%, 50%, ati 70% ni a ṣe akiyesi nigbagbogbo bi TR10, TR30, TR50, ati TR70. TR10 ni ibatan si iwọn otutu brittleness; TR70 ni ibatan si ibajẹ ayeraye ti apẹrẹ ni titẹkuro iwọn otutu kekere; ati iyatọ laarin TR10 ati TR70 ni a lo lati wiwọn crystallization ti apẹrẹ (ti o tobi ju iyatọ lọ, ti o pọju ifarahan lati crystallize).
6 . Isinmi Wahala Imudara Iwọn otutu Kekere (CSR)
Idanwo CSR le ṣee lo lati ṣe awọn asọtẹlẹ nipa iṣẹ ati igbesi aye ti awọn ohun elo lilẹ. Nigbati a ba fun agbo elastomeric kan abuku igbagbogbo, a ṣẹda agbara apapọ, ati agbara ohun elo lati ṣetọju agbara yii laarin iwọn ayika kan ṣe iwọn agbara rẹ lati di. Mejeeji awọn ọna ṣiṣe ti ara ati kemikali ṣe alabapin si isinmi aapọn, ti o da lori akoko ati iwọn otutu, ifosiwewe kan yoo jẹ gaba lori, isinmi ti ara ni a ṣe akiyesi ni awọn iwọn otutu kekere, lẹsẹkẹsẹ lẹhin aapọn ti a fun, eyiti o yori si isọdọtun pq ati awọn iyipada ninu roba-filler ati kikun-filler roboto, ati isinmi ti eto yiyọkuro wahala jẹ iyipada. Ni awọn iwọn otutu ti o ga julọ, akopọ kemikali pinnu oṣuwọn isinmi, nigbati awọn ilana ti ara ti wa ni kekere ati isinmi ti kemikali jẹ eyiti a ko le yipada, ti o yori si fifọ pq ati awọn aati ọna asopọ agbelebu. Gigun kẹkẹ iwọn otutu tabi awọn ilosoke lojiji ni iwọn otutu le ni ipa lori isinmi aapọn ni awọn elastomers. Lakoko idanwo CSR, a gbe apẹrẹ idanwo naa
Lakoko idanwo CSR, isinmi aapọn ti pọ si nigbati apẹrẹ idanwo ba wa labẹ awọn iwọn otutu ti o ga. Ti isinmi aapọn ba waye ni kutukutu idanwo naa, iye isinmi afikun pọ si ni akọkọ ati pe o ni iye ti o pọju nigba akoko akọkọ. Ninu nkan idanwo fifẹ nla lati gbejade awọn ayẹwo gasiketi (iwọn ila opin 19mm ita, iwọn ila opin inu ti 15mm), pẹlu imuduro rirọ yoo jẹ fisinuirindigbindigbin si apẹrẹ si sisanra iwọn otutu yara wọn ti 25%, ati ni 25 ℃ sinu iyẹwu idanwo ayika, iwọn otutu ni 25 ℃ lati ṣetọju 24h, ati lẹhinna ṣetọju 24h ℃. laarin -20 ~ 110 ℃ ọmọ ti 24h, gbogbo igbeyewo akoko ni igbeyewo otutu, awọn igbeyewo otutu, lemọlemọfún agbara ipinnu. Iwọn agbara naa ni a ṣe nigbagbogbo ni gbogbo akoko idanwo ni iwọn otutu idanwo.
7. Ipa ti Ethylene akoonu
7.1 akoonu Ethylene ni ipa ti o ga julọ lori iṣẹ iwọn otutu kekere ti awọn polima EPDM. Awọn polima pẹlu akoonu Ethylene ti o wa lati 48% si 72% ni a ṣe ayẹwo labẹ awọn ilana imuduro didara giga. Gbogbo wọn ṣe ifọkansi lati dinku iyatọ ninu iki oṣupa nipa iṣafihan ENB ni awọn oriṣiriṣi awọn polima wọnyi.
Rọba EPDM jẹ amorphous ti ipin ethylene/propylene ba dọgba ati pinpin awọn monomers meji ninu pq polima jẹ laileto. EPDM pẹlu 48% ati 54% akoonu ethylene ko ni kirisita ni tabi ju iwọn otutu yara lọ. Nigbati akoonu ethylene ba de 65%, awọn ilana ethylene bẹrẹ lati pọ si ni nọmba ati ipari ati pe o le ṣe awọn kirisita, eyiti a ṣe akiyesi ni awọn oke giga ti crystallization lori awọn iyipo DSC ni ayika 40°C. Ti o tobi awọn oke giga DSC, ti o tobi awọn kirisita ti o dagba.
7.2 Ni afikun si ipa ti akoonu ethylene lori awọn ohun-ini iwọn otutu kekere ti a sọrọ nigbamii, iwọn crystallite yoo ni ipa lori irọrun ti dapọ ati sisẹ awọn agbo ogun ti o ni awọn kirisita. Ti o tobi ni iwọn crystallite, ooru diẹ sii ati iṣẹ rirẹ ni a nilo ni ipele idapọ lati dapọ polima ni kikun pẹlu awọn paati miiran. Agbara rọba aise ti awọn agbo ogun EPDM pọ si pẹlu akoonu ethylene ti o pọ si. Ni awọn agbekalẹ lilẹ nibiti ipa ti akoonu ethylene ti ni iwọn, ilosoke ninu akoonu ethylene lati 50% si 68% yorisi o kere ju iwọn-mẹrin ni agbara ti roba. Lile iwọn otutu yara tun pọ si pẹlu jijẹ akoonu ethylene. Shore A lile ti alemora polima amorphous jẹ 63°, lakoko ti Shore A lile ti polima pẹlu akoonu ethylene ti o ga julọ jẹ 79°. Eyi jẹ nitori ilosoke ninu ọkọọkan ethylene, ilosoke ninu crystallization ni alemora, ati awọn ti o baamu ilosoke ninu thermoplastic polima.
7.3 Nigbati a ba ṣe iwọn lile ni awọn iwọn otutu kekere, ni idakeji si awọn polima pẹlu akoonu ethylene giga, awọn polima amorphous ṣe afihan iyipada ti o kere si ni lile, lakoko ti iyipada ninu lile ti akoonu ethylene ti o ga julọ ko ṣe afihan ilana laini ati lile lile duro ga ni iwọn otutu yara, nitorinaa awọn polima ti o ni akoonu ethylene ti o ga julọ tẹsiwaju lati ni lile lile ni awọn iwọn otutu kekere.
7.4 Eto funmorawon jẹ igbẹkẹle pupọ lori iwọn otutu idanwo. Ti o ba ni idanwo ni 175 ° C, ko si iyatọ ninu titẹkuro ṣeto laarin eyikeyi awọn polima (ṣeto ni ipa nipasẹ apẹrẹ ti agbo ati yiyan eto vulcanization). Lẹhin yo ti awọn kirisita ethylene, polima ṣe afihan fọọmu amorphous, ati lati le ṣayẹwo ipa ti akoonu ethylene, awọn idanwo ni a ṣe ni 23°C. Awọn polima ti o ni akoonu ethylene ti o ga ni kedere ni ibajẹ ayeraye ti o ga julọ (diẹ ẹ sii ju ilọpo meji lọ), ati ipa ti akoonu ethylene paapaa tobi nigbati idanwo ni -20°C ati -40°C. Awọn polima pẹlu diẹ ẹ sii ju 60% akoonu ethylene ni abuku ti o yẹ titilai (> 80%); ni -40°C, awọn polima amorphous ni kikun nikan ni ibajẹ ayeraye kekere (17%).
7.5 Ipa ti Akoonu Ethylene lori Lile otutu otutu lati Awọn Idanwo Gehman. Fi fun iwọn otutu kan, ti o ga ni igun naa, dinku ilosoke ninu lile (tabi ilosoke ninu modulus). Ni awọn iwọn otutu kekere, modulu gígan naa pọ si ni pataki pẹlu jijẹ akoonu ethylene. Fun awọn polima amorphous, T2 jẹ -47°C, lakoko ti akoonu ethylene ti o ga julọ polima ni T2 ti -16°C nikan.
7.6TR Wiwọn imularada idinku ti awọn apẹẹrẹ lẹhin didi itẹsiwaju, akoonu ethylene ni ipa pataki lori ọna idanwo, eyiti o tun jọra si idanwo Gehman.
Eyi jẹ iru si idanwo Gehman. Idinku (%) ti awọn oriṣiriṣi awọn polima yatọ bi iṣẹ ti iwọn otutu, pẹlu awọn polima amorphous ti o ni imularada idinku ti o ga julọ ni awọn iwọn otutu kekere; sibẹsibẹ, bi a ti sọ asọtẹlẹ, imularada yoo bajẹ bi akoonu ethylene ti n pọ si ni iwọn otutu ti a fun.
imularada deteriorates. Iye TR10 yatọ lati -53 ° C fun awọn polima amorphous si -28 ° C fun awọn polima pẹlu akoonu ethylene giga.
7.7 Compressive wahala isinmi (CSR) ọmọ
Yiyipo. Tẹ awọn agbo ogun pọ, gba wọn laaye lati sinmi ni 25°C fun awọn wakati 24, ati lẹhinna gbe wọn sinu iwọn otutu ti o wa lati -20°C si 110°C laipẹ fun wakati 24. Nigbati o ba ni fisinuirindigbindigbin fun igba akọkọ, lẹhin akoko imudogba, polymer crystalline E ni ipadanu ti o ga julọ ti aapọn ju polima amorphous, ati nigbati o ba lọ silẹ si -20 ° C agbara edidi ti awọn polima meji naa dinku, lakoko ti polymer amorphous A ni idaduro giga ti wahala (F / F0 ti o ga julọ). Alapapo alapapo si 110 ° C mu pada agbara lilẹ rẹ pada, ati nigbati a mu pada si -20 ° C, agbara idawọle ti o ku ti polima kirisita ko kere ju 20% ti iye rẹ, eyiti o jẹ pe o kere ju fun ọpọlọpọ awọn ohun elo, pẹlu polima amorphous ti o ni idaduro diẹ sii ju 50% ti agbara lilẹ rẹ, ati polima amorphous lẹẹkansi ni imularada giga ju polima kirisita lọ. Iyika ti o tẹle ti so awọn ipinnu kanna. O han gbangba pe awọn polima amorphous ga julọ fun awọn ohun elo lilẹ nibiti o nilo iṣẹ ṣiṣe iwọn otutu giga ati kekere.
8. Ipa ti Diolefin akoonu
Lati pese aaye ti a ko ni irẹwẹsi ti o nilo fun vulcanization, awọn diolefin ti ko ni asopọ bi ENB, HX ati DCPD ti wa ni afikun si awọn polima ethylene propylene. Isopọ meji kan ṣe atunṣe ninu matrix polima, lakoko ti ekeji n ṣiṣẹ bi iranlowo si pq molikula polymerized ati pese aaye vulcanization fun vulcanization ofeefee imi-ọjọ. Ipa ti ENB ni a ṣe ayẹwo ni awọn profaili igi afẹfẹ afẹfẹ (ojo). Awọn polima ti o ni 2%, 6% ati 8% ENB ni a ṣe afiwe. Afikun ti ENB ni ipa pataki lori awọn abuda vulcanization ati iwuwo crosslink. Modulus pọ si lakoko ti elongation dinku ni pataki. Lile ti pọ si ati eto funmorawon dara si lakoko iwọn otutu. Bi akoonu ENB ṣe n pọ si, akoko gbigba agbara di kukuru.
ENB jẹ ohun elo amorphous, ati pe nigba ti a ba fi kun si ẹhin polymer, o ṣe idiwọ crystallization ti apakan ethylene ti polima, ki awọn polymers pẹlu akoonu ethylene kanna le ṣee gba, ati pe akoonu ti o ga julọ ti ENB ṣe ilọsiwaju awọn ohun-ini iwọn otutu kekere. Ni iwọn otutu yara, akoonu ENB ti o ga julọ ni ilọsiwaju ti ṣeto funmorawon nitori iwuwo crosslink ti ilọsiwaju. Sibẹsibẹ, ni awọn iwọn otutu kekere, ipilẹ funmorawon ti awọn polima pẹlu akoonu ENB ti o ga julọ dara julọ ju ti awọn polima pẹlu akoonu 2% ENB. Ipa ti akoonu ENB lori iwọn otutu brittleness, ifasilẹ iwọn otutu, ati idanwo Gehman ko ṣe afihan eyikeyi iyatọ pataki ninu iwọn otutu brittleness laarin awọn polima ni gbogbogbo, ati fun idanwo Gehman ati idanwo TR, polymer kọọkan fihan ilọsiwaju ni awọn ohun-ini iwọn otutu kekere pẹlu akoonu ENB ti o pọ si.
9. Ipa ti Mooney Viscosity on Low otutu Properties
O ti wa ni daradara mọ pe Mooney viscosity (molecular ibi) ni o ni a significant ipa lori awọn processing ihuwasi ti elastomers. Ni extrusion ati awọn ohun elo mimu Ni extrusion ati awọn ohun elo mimu, o ṣe pataki lati yan agbo-ara kan pẹlu iye viscosity Mooney to dara. Lilo ilana kanna ti a lo lati ṣe iwadii ipa ti monomer kẹta, ENB, lori awọn ohun-ini iwọn otutu kekere lati ṣe ayẹwo viscosity Mooney, awọn polymers pẹlu Mooney viscosities ti 30, 60, ati 80 ni a ṣe afiwe, ati viscosity Mooney ti awọn agbo ogun pọ si bi viscosity Mooney ti awọn polima ti a lo. Agbara fifẹ, modulus, ati agbara rọba aise pọ pẹlu jijẹ iki Mooney. Ipa ti Mooney viscosity lori awọn ohun-ini iwọn otutu kekere ti EPDM ko ṣe pataki. Bibẹẹkọ, ibajẹ titilai funmorawon ni iwọn otutu yara, -20°C ati -40°C n pọ si pẹlu jijẹ iwọn molikula. Sibẹsibẹ, funmorawon ṣeto ni yara otutu, -20°C ati -40°C ko yi pataki pẹlu jijẹ molikula ibi-, nigba ti funmorawon ṣeto ni pele awọn iwọn otutu (175°C) fihan diẹ ninu awọn ayipada fun awọn ga Mooney viscosities ti awọn EPDM adhesives.
10. Ipari
Akoonu ethylene ati diolefin ni ipa pataki lori iṣẹ awọn elastomers EPDM ni awọn ohun elo iwọn otutu kekere, pẹlu awọn polima pẹlu akoonu ethylene kekere ti n ṣiṣẹ daradara ati awọn polima pẹlu akoonu diolefin giga ti o ni ilọsiwaju nitori idilọwọ crystallization ti ipin ethylene ti polima. Awọn polima akoonu ethylene kekere yẹ ki o lo nigbati iṣẹ iwọn otutu kekere jẹ aropin.
