橡胶和弹性体——介绍

主题

介绍

高弹性或弹性橡胶

范围的属性

硬度

物理性质

玻璃化转变温度(Tg)

结晶

更高的温度效应

介绍

弹性是一个属性被许多固体材料,但材料的类称为橡胶或弹性体具有不同的属性叫做高弹性。欧洲杯足球竞彩

这与传统胡克弹性的不同之处在于,它表现出更高价值的断裂伸长率,高达1000%以上。

这巨大的断裂伸长率值意味着许多其他属性以公认的方式对金属展示有趣的变化。

抗拉强度为例,虽然计算通常使用初始横截面积,将值远低于材料的真实应力,因为实际截面破坏时将大约十分之一的原始值。另一个重要的一点是,断裂伸长率范围,直线的斜率变化显著,给一个典型s型曲线,使模量的正常工程术语变得毫无意义。

而混淆的相对刚度的描述橡胶材料,经常使用,也被称为“模数”。欧洲杯足球竞彩这只是衡量负载在一个给定的伸长,如。模量在300%的材料只是一个压力值在300%的伸长(即原始长度的四倍)。虽然300%是一种常用的价值,一系列的扩展是用来给不同的应用程序“模数”值相关。在橡胶和弹性体模量是指这个橡胶属性。

高弹性或弹性橡胶

弹性体材料的分子量很高,通常由欧洲杯足球竞彩一个或多个单体聚合或co-polymerised在一起形成一个聚合物或共聚物。单体的聚合物由长链分子化学结合在一起形成一个分子的分子量几百万。大的分子,这将包括几个成千上万的小(单体)单位联系在一起。它有一个非常大的长径比(通常超过10000 1),不存在连续棒状结构,但在一种称为随机线圈。在原始uncompounded聚合物中,每个随机线圈将纠缠与许多邻国流动困难。质量和液体一样但粘度大约五百万倍的水,但最终将流压力和温度的影响。

流压力是一个严重的限制下的工业利用纯弹性体。它可以克服由交联。在这个过程中随机线圈系或交联对他人在随机间隔长度。这个反应是通过添加化学物质的帮助下加热到150 - 200°C。

合成的质量仍然展品特点高伸长和弹性模量的行为,因为长度的随机负载线圈交叉连接之间仍然可以伸直。弹性的程度将取决于随机线圈的长度之间的交叉连接。高度交联的聚合物会表现出较低的可扩展性和较高的刚度比轻度交联的例子。一个简单的压痕硬度试验是用来描述混合工业的应用。

范围的属性

橡胶材料在使用欧洲杯足球竞彩中必须有一个广泛的属性,从很软很努力。这些通常是通过混合者,使用基础聚合物或聚合物混合给基本性质如强度、耐老化和环境,然后修改硬度和模量特性使用填充剂等添加剂来达到一个合适的化合物。

化合物只含有硫化(交联)系统通常被称为口香糖化合物,通常有一个密度接近1.0。他们的模量是影响交联密度和环境温度。

交联密度之间必须保持限制,以确保“橡胶”属性保留。

模量显示了一个几乎随着交联密度的增加线性增长,但主要是为工程目的操纵利用相对大量的固体颗粒材料称为填料。欧洲杯足球竞彩这些范围从便宜,惰性材料,如洗粘土和白粉(碳酸钙)活跃,房地欧洲杯足球竞彩产增强材料,到目前为止最常见的炭黑。这就是为什么工程橡胶化合物往往是黑色的颜色。

通过使用一系列的类型、体积分数和粒子大小的黑色,或许与其他填料,剪切模量(G)的化合物可以不同的近似0.3到2.5范围极小值2

硬度

橡胶硬度测量,如金属、压痕法。英国正常的方法是使用国际橡胶硬度度(国际橡胶硬度)。值的范围从30柔软的天然橡胶为高度约85填充材料。有一个几乎线性扬斯模量与国际橡胶硬度之间的关系。

物理性质

橡胶化合物的物理性质有一个复杂的交联体系的依赖,交联密度,和填料的类型和数量,但一般可以表示为如图1所示。

图1所示。如何一个弹性体的性能随填料装载或交联密度。

就像文章在稳步增加拉伸应力变形其行为并不是线性的。所获得的曲线是一个特性曲线,如图2所示。

图2。典型的弹性体的拉伸行为。

然而,这种材料就几乎线性剪切或压缩变形,图3和图3 b。

图3。(a)典型的剪切行为的弹性体和(b)典型的压缩行为的弹性体。

早期拉伸曲线是线性的,这是作为一个衡量的梯度材料的扬斯模量(E),剪切模量,也可以独立测量,可以证明是三分之一的这个值为一个简单的天然橡胶网络。剪切模量(G)范围从约0.3极小值2向上。填充材料的G可以增加约欧洲杯足球竞彩2.5极小值2,但E值增加对SG - 4。大部分(抗压)模的相对高值1000 - 1300毫米2和弹性体可以认为,像大多数液体,有效压缩在一个封闭的系统。

1 f的示例是放松在故障发生前返回应力应变曲线向外关注的路径,即几乎所有的能量吸收的样品返回放松。这种低水平的能量损失(低滞后)的循环变形可以特别有用。橡胶化合物可以用于隔离振动机构(通常是各种类型的引擎),每周期振动和能量损失,尽管以热能的形式出现在橡胶,可以由复合控制选择,轴承不会过热。

一个高质量的橡胶化合物的独特属性是高压力可以持续在一个广泛的延伸,因此下面的区域应力应变图高,和大量的能量可以被吸收前样品失败。

所有压力下的交联聚合物受到应力松弛或蠕变等文章经历小内部变化打破个人交叉连接(并且可能改革)遭受压力水平最高。这是不方便的,但幸运的是完全可预测的(线性日志时间),妥善制定天然橡胶化合物可以很低蠕变率(每十年2%的时间)。

玻璃化转变温度(Tg)

弹性体性能一般有限范围广泛的温度被认为是。低温增加刚度,在一个特征温度称为玻璃化转变温度(Tg)材料失去所有橡胶属性,成为“玻璃”,与典型的脆性性质。

NR的Tg是大约-72°C,低于大多数的人工合成物,但是应用程序涉及北极环境需要仔细测试。许多弹性体成为逐步“坚韧”他们对Tg酷,不推荐使用在这种状态下。

结晶

在某些情况下一些弹性体可以“具体化”。这不是通常是可取的,因为它会干扰橡胶性质和发生在温度远高于Tg。

结晶包括段随机线圈进入靠近邻近线圈允许高的区域组织(微晶)形成在散装。是不可能交联聚合物,特别是对整个质量结晶,结晶度比例的图是用来描述状态,随聚合物结构,水平方向,和温度。加强(模量)增加效果变得明显如环境温度降低,并能体现在很长一段时间。然而,效果是完全可逆的,如果温度增加。

硫化天然橡胶还患上结晶在高水平的扩展在聚合物链足够接近对齐,使协会形式,这是有用的在切削阻力和撕裂。然而,NR的正常使用应用程序在压缩或剪切不会产生这种类型的结晶度。

氯丁二烯橡胶具有更高的倾向于使具体化,可以显示加劲与老化(模量增加)服务。使用何种类型的交联系统可以对长期性能有明显影响,甚至NR化合物可以显示加劲暴露在温度低于10°C,常出现在世界的许多地方。

高的她的温度效应

高温通常增加的速度老化(属性随时间的退化)由于环境。温度的120°C,典型的汽车罩的温度下,非常严重的对许多常见的化合物是必要的弹性体和谨慎选择满意的性能。

第一作者:约翰·西克曼

来源:材料信息服欧洲杯足球竞彩务,由斯蒂芬·伤害编辑。

有关材料的信息服务的更多信息请访问欧洲杯足球竞彩研究所的材料。欧洲杯足球竞彩

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