*線品*”上海淞江集團(tuán):解決橡膠接頭的*切疑問,提*橡膠接頭的全部案例,☯全*橡膠接頭行業(yè).家通過TS壓力管道生產(chǎn)許可證的生產(chǎn)廠家。
橡膠的彈性記憶.征
橡膠膠料被壓出的尺寸和斷面形狀與口型的尺寸和形狀不相同,這種膨脹與收縮的現(xiàn)象稱為橡膠的”彈性記憶效應(yīng)”,也稱為巴拉斯效應(yīng)。這種現(xiàn)象就是橡膠粘彈性的表現(xiàn)。該現(xiàn)象是橡膠分子鏈在壓延、壓出等加工過程中來不及淞弛而形成的,即在流動(dòng)過程中,不僅有可逆的塑性形變(真實(shí)流動(dòng)),同時(shí)還有可逆的彈性形變(非真實(shí)流動(dòng))。
橡膠在壓出流動(dòng)過程中,之所以有彈性形變,主要有以下兩個(gè)原因:
.*,橡膠在壓出流動(dòng)過程中存在著“入口效應(yīng)”,即膠料進(jìn)人口型之前,由于料筒直徑較大,膠料在其中的流動(dòng)速率較小,進(jìn)人口型后,直徑變小,則流動(dòng)速度大,在口型的人口處,膠料的流線是收斂的。所以,在此處出現(xiàn)了沿流動(dòng)方向的速度梯度。于是,對膠料產(chǎn)生了拉伸力。拉伸力對其分子鏈起著拉伸作用,使分子鏈的*部分變直。此時(shí),在體積基本不變的情況下,產(chǎn)生了可恢復(fù)性的彈性形變.
膠料如果在口型中有足夠的停留時(shí)間,即部分被拉直的分子鏈還可以得到淞弛,就能夠消除其彈性形變,不將形變帶出口型之外,只帶出真正的塑性形變。如果是這樣的話,膠料壓出后就不會(huì)有脂脹與收縮現(xiàn)象。然而,由于膠料被壓出時(shí)的流速很快,雖然它在口型中流動(dòng)方向的速度梯度已不復(fù)存在,但由于停留時(shí)間很短,部分被拉直的分子鏈還來不及在口型內(nèi)淞弛回縮,就被擠出到口型之外,即把彈性形變帶出口型之外。膠料被壓出離開口型之后,流速突然降低,分子在口型內(nèi)的束縛環(huán)境*下子消失。于是,部分被拉直了的分子鏈很快地卷曲回縮,其結(jié)果是膠料在流動(dòng)方向上收縮變小,而在直徑方向上膨脹變大(即長度縮短、直徑或厚度變大)。橡膠似乎還記著進(jìn)入口型之前的形狀,在壓出后要進(jìn)行還原*樣。
.二,膠料在口型中的剪切流動(dòng)也伴隨有彈性形變的現(xiàn)象。膠料在口型中穩(wěn)定流動(dòng)時(shí),由于切應(yīng)力和法向力之差也會(huì)使分子鏈的構(gòu)象產(chǎn)生變化,從而導(dǎo)致彈性形變,其形狀在壓出之后亦會(huì)恢復(fù)。于是,便產(chǎn)生了膨脹收縮現(xiàn)象。
影晌橡膠彈性記憶的因素
我們知道,彈性記憶效應(yīng)的大小主要取決于膠料流動(dòng)時(shí)可恢復(fù)的彈性變形量的大小和淞弛時(shí)間的長短。如果可恢復(fù)的彈性形變量大,則彈性記憶效應(yīng)就大。如果公弛時(shí)間短,則恢復(fù)就很快,還未等到觀察效應(yīng)的時(shí)候,恢復(fù)就已經(jīng)結(jié)束,好像將發(fā)生過的形變忘掉了似的;如果淞弛時(shí)間長,到觀察的時(shí)候所存留的可恢復(fù)的形變量還很明顯,于是就能夠觀察到這部分形變的恢復(fù).性。所以,生橡膠的彈性模量和.大淞弛時(shí)間,是影響其彈性記憶效應(yīng)的主要因素。
從分子鏈的結(jié)構(gòu)來看,不同的橡膠有不同的膨脹率,天然橡膠的膨脹率比丁苯橡膠、丁腈橡膠、氯丁橡膠等的膨脹率小。例如,在制造輪胎胎冠時(shí),天然橡膠胎冠的膨脹率為33%,丁苯橡膠的膨脹率則高達(dá)120%。
在相對分子質(zhì)量和可塑度方面,如果相對分子質(zhì)量大,則分子間的作用力大,粘度大,可塑度小,流動(dòng)性差,淞弛時(shí)間也長,從而使其在流動(dòng)過程中所產(chǎn)生的彈性形變淞地的收縮就慢。所以,相對分子質(zhì)量大的膠料,壓出膨脹率就大。如果相對分子質(zhì)量小,則相反。此外,相對分子質(zhì)量的分布變寬,則膨脹率增大。分子鏈的支化程度高,由于長支鏈支化而糾結(jié),使淞弛時(shí)間延長,所以膨脹也就較大。
在膠料的配方因素中，含膠率高則彈性大，壓出膨脹率亦大，壓出半成品的表面也粗糙。如果在配方中加入*定量的再生橡，就可降低其脹率。
填充劑川量多的膠料,其含膠率就低,于是膨脹率就小。配方的軟化增塑劑可以減小分子間的作用力,縮短淞弛時(shí)間,故可降低膨脹率。
在成型工藝過程中,溫度升高,膠料分子的活動(dòng)能量增大,分子間的距離變大,分子間的作用力減小。于是,其淞弛時(shí)間縮短,膠料易變軟和流動(dòng),彈性減小,因此其膨脹率減小。除溫度升高之外,如果提高壓出速度,則剪切速率增大,外力作用時(shí)間縮短。如果作用時(shí)間比淞他時(shí)間短,則會(huì)產(chǎn)生壓出膨影脹。所以,壓出速度高時(shí),膠料的膨脹率就大。壓出速度低時(shí),其膨脹率就小。因此,通過調(diào)整壓出速度,就能獲得理想的半成品。
為了獲得尺寸準(zhǔn)確和表面光滑的理想半成品,通常可采用兩種工藝方法:即提高成型溫度或降低擠出速度。這兩種方法的技術(shù)效果是相同的。這是“時(shí)間–溫度等效原理”在壓出過程中的應(yīng)用,其實(shí)質(zhì)是對于膠料的粘度來說,高溫度、短時(shí)間與低溫度、長時(shí)間,其結(jié)果是相同的。但是,提高溫度可以縮短時(shí)間。除此之外口型的長徑比大,則膨脹率小;半成品的尺寸規(guī)格大者,膨脹率也小。
橡膠的時(shí)–間溫度等效原理
橡膠在其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg以上時(shí),高分子運(yùn)動(dòng)的.征之*就是其對時(shí)間和溫度的依賴性,在宏觀上表現(xiàn)出力學(xué)淞弛現(xiàn)象。
對于同*力學(xué)淞弛過程來講,既可以在較高的溫度下和較短的時(shí)間(高頻率)內(nèi)觀察到也可以在降低的溫度下和較長的時(shí)間(低頻率)觀察到。因此,高溫度短時(shí)間觀察與低溫度長間觀察這兩種方法,對高分子運(yùn)動(dòng)是等效因而對橡膠材料的粘彈性行為來說也是等效的這就是對“時(shí)間–溫度等效原理”的描述。
對于橡膠粘彈性行為,改變溫度的效應(yīng)相當(dāng)于時(shí)間尺度的改變。例如,要在室溫來觀察低溫時(shí)的力學(xué)淞弛現(xiàn)象,就可以用增快形變速率或提高頻率的辦法來達(dá)到目的.
高分子的淞弛過程短則可為幾秒,長則可達(dá)幾個(gè)月甚*是幾年,因此可以說,這是*個(gè)非寬廣的淞弛時(shí)間譜。從樣品和實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的總定性方面來看,*能在這樣長的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行觀察。于是,可以在較窄的時(shí)間范圍內(nèi),測定不同溫度下的淞弛數(shù)據(jù)和曲線,再通過“時(shí)間–溫度等效原理”,把各種溫度下所測得的淞弛曲線,以某*溫度作為基準(zhǔn)(即參考溫度),沿著對數(shù)時(shí)間坐標(biāo)平移并進(jìn)行疊加,便可得到*條時(shí)間范圍非常大的淞弛曲線。這條曲線稱之為主曲線,該主軸線可以覆蓋十多個(gè)數(shù)量*的時(shí)間(例如從0.01s到108s≈3.3年)。顯而易見,在*個(gè)溫度下,直接實(shí)現(xiàn)來測得這條曲線是*能的。“時(shí)間–溫度等效原理”的應(yīng)用價(jià)值在于利用時(shí)間和溫度的這種對應(yīng)關(guān)系,可以對不同溫度或不同頻率下測得的粘度及彈性數(shù)據(jù)進(jìn)行比較和換算。這是因?yàn)闇囟炔蛔儠r(shí),頻率的變化等價(jià)于頻率不變時(shí)溫度的某種變化。
