Хосе Л. Месегер - Валденебро 1 *, Антонио Портолес 2, Еусебио Мартинес - Конеса 1

основните

  1. Факултет по архитектура и строителство. Политехнически университет в Картахена, Испания
  2. Катедра по приложна физика и инженерство на материали, ETSII, Технически университет в Мадрид, C/José Gutiérrez Abascal St, 2, 28006 Мадрид, Испания. Имейл: [email protected]

Получено: декември 2019 г .; Прието: февруари 2020 г.

Пълен текст (pdf)

Назначаване (APA)

Meseguer - Valdenebro, J. L., Portoles, A., Martínez - Conesa, E., (2020). Преглед на основните видове еластомери и стандартизирани тестове. Iberoamerican Journal of Polymers, 21 (2), 75-95.

РЕЗЮМЕ

Тази статия компилира основните видове еластомери, които в момента са в индустрията, като посочва техния химичен състав, механични, статични и динамични свойства и видове стандартизирани тестове, които се провеждат за характеризиране на еластомери. Въведено е и уравнението на Арениус, което позволява от проведените тестове да се предскаже експлоатационният живот на еластомера според неговата употреба. Този преглед може да служи като справочно ръководство за основните видове стандартизирани тестове, които могат да се извършват върху еластомер в зависимост от услугата.

РЕЗЮМЕ

Тази статия компилира основните видове еластомери в момента в индустрията, като посочва техния химичен състав, механични, статични и динамични свойства и видове стандартизирани тестове, които се провеждат за характеризиране на еластомерите. Въведено е и уравнението на Арениус, което позволява на базата на проведените тестове да се предскаже експлоатационният живот на еластомера според неговата употреба. Този преглед може да служи като справочно ръководство за основните видове стандартизирани тестове, които могат да се извършват върху еластомер в зависимост от услугата.

ВЪВЕДЕНИЕ

Във въвеждащия раздел на тази статия са представени основните видове еластомери в индустрията и техните основни статични и динамични механични свойства.

ХИМИЧЕН СЪСТАВ НА ЕЛАСТОМЕРИТЕ

Еластомерните елементи се състоят от 10 или повече съставки, които се смесват заедно, за да подобрят физическите свойства, да повлияят на процеса на вулканизация, да предотвратят дългосрочно влошаване и да подобрят обработваемостта. Пропорциите на тези съставки се отчитат като процент.

Видовете елементи, които ще се използват в сместа за получаване на полимерите, са посочените в Таблица 1.

Видове еластомери. Има два вида еластомери: термореактивни и термопластични. Таблица 2 показва видовете термореактивни еластомери, а Таблица 3 термопластичните еластомери [1].

Термореактивните еластомери са вулканизирани (втвърдени), за да се получи степен на омрежване между полимерните вериги. Омрежването е необратимо, за разлика от термопластичните еластомери, които ще омекнат и ще текат над определена температура.

Термопластичните еластомери имат много от физичните свойства на вулканизираните каучуци, но могат да бъдат обработени като термопласти. След търговското им въвеждане през 60-те години на миналия век, те се превърнаха във важна част от еластомерната индустрия и се използват в приложения, различни като лепила, обувки, медицински изделия, автомобилни части и модификация на асфалт. Те изискват малко или никакъв състав, без да е необходимо да се добавят подсилващи агенти, стабилизатори или системи за втвърдяване. Недостатъците му са относително високата цена на суровините, ниската химическа и термична устойчивост, висока компресия и ниска термична стабилност.

Основни механични свойства на еластомерите. Свойствата на еластомерите са разделени на два класа: статични свойства и динамични свойства. Таблица 4 обобщава статичните свойства и таблица 5 динамичните свойства.

Видове изпитвания за еластомери. Следващата таблица показва всички тестове, които могат да бъдат направени на еластомери.

Уравненията на Арениус и Уилямс - Ландъл - Фери (WLF). Животът на еластомерния компонент се определя от неговата податливост на повреда поради механично или химическо влошаване. Има установени тестове, които оценяват свойствата на разрушаване на еластомерите: 1) по начин на разрушаване, за да се изследва механичната издръжливост и 2) чрез тестове за ускорено стареене за химическо разграждане.

Еластомерните материали са чувствителни към температура и това е особено очевидно при ниски температури. Това е обратима ситуация, тъй като температурата се повишава много повече от температурата на преход на стъкло, материалът възстановява своите собствени еластомерни характеристики. В лаборатория химичното разграждане може да се ускори чрез стареене на съединението при температури над предвидената работна температура. Това изпитване се състои в установяване на степента на разграждане и стабилността на изложената проба от еластомер за ускоряване на термичните условия за определен период от време, поведението на разграждане се изучава до очаквания живот на пробата за дълъг период от време. Има установен модел, който описва връзката между скоростта на реакцията и температурата.

Състоянието от кратък период от време при повишена температура се използва за предсказване на деградацията на свойството за дълъг период от време с количествени прогнози за живота, получени от уравнението на Арениус [10–13]. Следователно този метод предполага, че химическото влошаване, предизвикано при лабораторни тестове, е факторът, който определя експлоатационния живот в експлоатация. Въпреки че окисляването на еластомера е доста сложно, термично активирани процеси могат да бъдат описани с помощта на уравнението на Арениус, ако се прилагат определени условия.

Предположения за теорията на Арениус:

Предположение 1. Скоростта на всеки химичен елемент, участващ в процеса на окисляване (иницииране, консумация на кислород, прекратяване) трябва да реагира на промените в температурата.

Предположение 2. Окисляването протича равномерно в целия материал.

Математическо представяне Теорията на Арениус първоначално е получена от термодинамиката. Когато тези предположения са изпълнени, скоростта на окислително стареене при температура на използване Т1 може да се определи от скоростта на стареене, измерена в лабораторията при изпитвателна температура Т2 от уравнението на Арениус, дадено от,