Хосе Л. Месегер - Вальденебро 1 *, Антоніо Портолес 2, Еусебіо Мартінес - Конеса 1

типів

  1. Архітектурно-будівельний факультет. Політехнічний університет Картахени, Іспанія
  2. Кафедра прикладної фізики та матеріалознавства, ETSII, Мадридський технічний університет, C/José Gutiérrez Abascal St, 2, 28006 Madrid, Spain. Електронна адреса: [email protected]

Отримано: грудень 2019 р .; Прийнято: лютий 2020 р

Повний текст (pdf)

Призначення (APA)

Месегер - Вальденебро, Дж. Л., Портолес, А., Мартінес - Конеса, Е., (2020). Огляд основних типів еластомерів та стандартизовані тести. Ібероамериканський журнал полімерів, 21 (2), 75-95.

АНОТАЦІЯ

У цій статті зібрано основні типи еластомерів, які в даний час є в галузі, із зазначенням їх хімічного складу, механічних, статичних та динамічних властивостей та типів стандартизованих випробувань, що проводяться для характеристики еластомерів. Також введено рівняння Арреніуса, яке дозволяє передбачити за проведеними випробуваннями термін служби еластомеру відповідно до його використання. Цей огляд може слугувати довідковим керівництвом до основних типів стандартизованих тестів, які можна проводити на еластомері залежно від послуги.

АНОТАЦІЯ

У цій статті зібрано основні типи еластомерів, що працюють на даний момент у галузі, із зазначенням їх хімічного складу, механічних, статичних та динамічних властивостей та типів стандартизованих випробувань, що проводяться для характеристики еластомерів. Також введено рівняння Арреніуса, яке дозволяє прогнозувати на основі проведених випробувань термін служби еластомеру відповідно до його використання. Цей огляд може служити довідковим керівництвом для основних типів стандартизованих тестів, які можна проводити на еластомері залежно від послуги.

ВСТУП

У вступному розділі цієї статті представлені основні типи еластомерів у галузі та їх основні статичні та динамічні механічні властивості.

ХІМІЧНИЙ СКЛАД ЕЛАСТОМЕРІВ

Еластомірні елементи складаються з 10 або більше інгредієнтів, які змішуються між собою для поліпшення фізичних властивостей, впливу на процес вулканізації, запобігання тривалому погіршенню стану та поліпшення технологічності. Пропорції цих інгредієнтів враховуються у відсотках.

Типи елементів, що використовуються в суміші для отримання полімерів, вказані в таблиці 1.

Види еластомерів. Існує два типи еластомерів: термореактивні та термопластичні. У таблиці 2 наведені типи термореактивних еластомерів, а в таблиці 3 - термопластичні еластомери [1].

Термореактивні еластомери вулканізовані (затверділи) для отримання ступеня зшивання між полімерними ланцюгами. Зшивання є незворотним, на відміну від термопластичних еластомерів, які розм’якшаться і потечуть вище певної температури.

Термопластичні еластомери мають багато фізичних властивостей вулканізованих каучуків, але їх можна переробляти як термопласти. З моменту їх комерційного впровадження в 1960-х роках вони стали важливою частиною еластомерної промисловості і використовуються в таких різноманітних додатках, як клеї, взуття, медичні вироби, автомобільні деталі та модифікація асфальту. Вони вимагають мало або взагалі не містять складу, без необхідності додавання армуючих речовин, стабілізаторів або систем затвердіння. Його недоліками є відносно висока вартість сировини, низька хімічна та термічна стійкість, висока компресія та низька термостійкість.

Основні механічні властивості еластомерів. Властивості еластомерів поділяються на два класи: статичні властивості та динамічні властивості. У таблиці 4 узагальнено статичні властивості, а в таблиці 5 - динамічні властивості.

Види випробувань, що проводяться на еластомерах. У наведеній нижче таблиці наведені всі тести, які можна провести для еластомерів.

Рівняння Арреніуса та Вільямса - Ланделя - Феррі (WLF). Термін служби еластомерного компонента регулюється його схильністю до руйнування внаслідок механічного або хімічного погіршення стану. Існують встановлені випробування, що оцінюють властивості руйнування еластомерів: 1) за способом руйнування для дослідження механічної міцності та 2) за допомогою тестів на прискорене старіння на хімічну деградацію.

Еластомерні матеріали чутливі до температури, і це особливо видно при низьких температурах. Це ситуація оборотна, оскільки температура зростає значно більше, ніж температура склування, матеріал відновлює свої власні еластомерні характеристики. У лабораторії хімічну деградацію можна прискорити старінням сполуки при температурах вище запланованої робочої температури. Цей тест складається із знаходження швидкості деградації та стабільності експонованого зразка еластомеру для прискорення теплових умов протягом певного періоду, поведінка деградації вивчається аж до очікуваного терміну служби зразка протягом тривалого періоду часу. Існує усталена модель, яка описує взаємозв'язок між швидкістю реакції та температурою.

Умова за короткий проміжок часу при підвищеній температурі використовується для прогнозування деградації властивості протягом тривалого періоду часу за кількісними прогнозами життя, отриманими з рівняння Арреніуса [10–13]. Отже, цей метод передбачає, що хімічне погіршення, викликане лабораторними випробуваннями, є фактором, що визначає термін служби в експлуатації. Хоча окислення еластомеру є досить складним, термічно активовані процеси можна описати за допомогою рівняння Арреніуса, якщо застосовуються певні умови.

Припущення для теорії Арреніуса:

Припущення 1. Швидкість кожного хімічного елемента, що бере участь у процесі окислення (ініціювання, споживання кисню, припинення), повинна реагувати на зміни температури.

Припущення 2. Окислення відбувається рівномірно по всьому матеріалу.

Математичне подання Теорія Арреніуса спочатку походить від термодинаміки. Коли ці припущення виконуються, швидкість окисного старіння при температурі використання T1 може бути визначена за швидкістю старіння, виміряної в лабораторії при температурі випробування T2 за рівнянням Арреніуса, заданим формулою,