聯系方式
灌封硅膠的物理強度分析
配方與各種物理性能的關系:各種橡膠制品都有其特定的使用性能和工藝要求。為了滿足其物理性能,需要選擇最合適的聚合物和復合劑進行合理的配方設計。首先要了解配方設計與硫化橡膠物理性能的關系。硫化橡膠的物理性能與配方設計密切相關,配方中使用的材料和用量不同會導致性能差異。
一.抗拉強度
抗拉強度是產品抵抗拉伸破壞的極限能力。它是橡膠制品的重要指標之一。許多橡膠制品的使用壽命與拉伸強度直接相關。例如,橡膠套和橡膠減震器的耐久性隨著拉伸強度的增加而增加。分子間相互作用的次價很小。因此,當外力大于分子間相互作用時,會發生分子間滑動,材料被破壞。相反,當分子量大,分子間作用力增大時,膠料的內聚力會提高,鏈段在拉伸過程中不易滑動,因此材料破壞程度小。所有其他影響分子間力的因素都對拉伸強度有影響。例如NR/CR/CSM在橡膠主鏈上有結晶取代基。分子間化合價大大提高,拉伸強度也有所提高,這是這些橡膠具有良好自增強性能的主要原因之一。普通橡膠的拉伸強度隨著結晶度的增加而增加。也與溫度有關,高溫拉伸強度遠低于室溫。拉伸強度與交聯密度有關。隨著交聯密度的增加,拉伸強度增加,達到最大值后繼續增加。抗拉強度會大大降低。硫化橡膠的拉伸強度會隨著交聯鍵能的增加而降低。對于能產生拉伸結晶的天然橡膠,弱鍵斷裂較早,有利于主鍵的取向結晶,所以會有較高的拉伸強度。通過硫化體系,采用硫磺硫化,選擇使用促進劑,DM/M/D也能提高抗拉強度(炭黑發熱導致炭黑補強除外)。拉伸強度與填料、增強劑的關系是影響拉伸強度的重要因素之一。填料直徑越小,比表面積越大,表面活性越大,增強性能越好。結晶橡膠的硫化橡膠表現出單調下降,因為自增強非晶態橡膠如丁苯橡膠的增強性能隨著用量的增加而增加,過度使用會有下降的趨勢。隨著用量的增加,低等級橡膠達到最大值時可以保持不變。拉伸強度與軟化劑的關系會降低拉伸強度。然而,少量,通常在開煉機中少于7 phr,在密煉機中少于5 phr,將改善分散性并提高拉伸強度。不同的軟化劑會不同程度地降低拉伸強度。一般天然橡膠適合植物油。非極性橡膠用芳烴油,如丁苯橡膠/順丁橡膠/順丁橡膠用石蠟油、環烷油、丁腈橡膠/氯丁橡膠用二丁基苯酚/鄰苯二甲酸二丁酯等。都有所改善二、撕裂強度
橡膠的撕裂是由應力作用下裂紋或材料裂紋的快速膨脹引起的,從而導致失效。撕裂強度與拉伸強度沒有直接關系。在很多情況下,撕裂與拉伸強度不成正比。一般來說,結晶橡膠比非結晶橡膠具有更高的撕裂強度。撕裂強度與溫度有關。除天然橡膠外,炭黑和白炭黑填充的橡膠在高溫下撕裂強度明顯降低。撕裂強度與硫化體系有關。多硫鍵具有較高的撕裂強度。高硫消耗導致更高的撕裂強度。然而,過量的硫消耗會顯著降低撕裂強度。使用平整度較好的促進劑有利于提高撕裂強度。撕裂強度與填充體系有關,如炭黑、白炭黑、白艷華、氧化鋅等。可以獲得更高的撕裂強度。肉桂烯等一些偶聯劑可以提高撕裂強度。通常加入柔軟劑會降低撕裂強度。比如石蠟油會使丁苯橡膠的撕裂強度極其不利,而芳烴油變化不大。比如CM/NBR中使用的酯類增塑劑,其影響要比其他柔軟劑小得多。
三.恒定的拉伸應力和硬度
恒定拉應力和硬度是橡膠材料剛度的重要指標,是硫化膠產生一定變形所需的力。它們與較大的拉伸變形有關,相關性好,變化規律基本相同。橡膠分子量越大,有效交聯恒定拉伸應力越大。為了獲得規定的恒定拉伸應力,對于小分子量的橡膠,可以適當增加交聯密度。任何能增加分子間作用力的結構因素都能提高硫化膠的抗變形能力。比如CR/NBR/PU/NR模量應力較高。模量應力對交聯密度有很大影響。無論是純橡膠還是增強硫化膠,隨著交聯密度的增加,恒定拉伸應力和硬度也呈線性增加,這通常是通過調整硫化劑、促進劑、共硫化劑和活性劑來實現的。硫的促進對增加恒定拉伸應力有更顯著的作用。該填料可以提高產品的恒定拉伸應力和硬度。增強性能和硬度越高,恒定拉伸應力越高。硬度越大,填充度越高。反之,柔軟劑增加。硬度降低,模量應力降低。除了增加補強劑,烷基酚醛樹脂的硬度可以達到95度,高苯乙烯樹脂,樹脂RS和促進劑H的硬度可以達到85度。