Elastomeri. Principalele caracteristici ale acestei clase de polimeri sunt o deformare elastică foarte ridicată și un modul redus de elasticitate. În cazul în care deformarea elastică este de aproximativ 0,1% pentru materialele metalice, pentru majoritatea polimerilor valorile sale la temperaturi normale nu depășesc 2-5%, atunci elastomerii se pot întinde cu 1000%. Aceasta înseamnă că la temperaturi normale, elastomerii (cauciucurile) sunt într-o stare foarte elastică.
Această elasticitate excepțional de mare se explică prin faptul că macromoleculele într-o stare relaxată, de echilibru au curbe, curbe, bucle (Figura 15.9). Sub acțiunea macromoleculelor aplicate, acestea sunt întinse, adică alungirea inițială apare datorită îndrepțirii macromoleculei și nu prin întinderea legăturilor dintre legăturile sale. Prin urmare, chiar și cu un efort mic, se obține o deformare considerabilă, adică valorile modulului de elasticitate sunt mici.
Fig. 15.9. Schema schematică a macromoleculei
În procesul de încărcare, pe măsură ce macromoleculele se întind, deformarea lor necesită eforturi mari. După macromoleculele-ing end indreptare deformare se realizează numai prin întinderea legăturilor dintre unitățile lor, t. E. Determinate de puterea acestor conexiuni, care necesită aplicații de înaltă tensiuni. Aceasta înseamnă că alungirea variază valoarea modulului de elastomer (crește foarte mult - în 1000, de la aproximativ 10 la 10000 MPa) .., Adică, materialul nu se supune legii lui Hooke și relația dintre tulpina și stresul nu este liniară (Figura . 15.10).
Fig. 15.10. Curbă de alungire elastică
Elastomerii naturali sunt cauciuc natural (NK), sunt obținuți din sucul de plante Hebei din Brazilia, kok-sagyz, tau-sagyz. Cauciucurile pot fi, de asemenea, sintetizate. De cauciuc sintetic-cal (CK) este cea mai raspandita de sodiu-butadienă-st (SKB), stiren-butadienă (SCS), și altele. Cauciucurile sunt polimeri liniari de structură. Ele diferă elasticitatea foarte mare, totuși, datorită lipsei legăturilor transversale, fluajul este susceptibil, după întindere, rămâne o deformare reziduală apreciabilă. Cauciucurile sunt materia primă pentru producerea cauciucului.
Cauciucuri - un produs de prelucrare chimică a cauciucului, rezultat din vulcanizare. Cel mai comun vulcanizator este sulful. În procesul vulcanizării (încălzirea vaporilor de sulf), structura liniară a cauciucului (Figura 15.11, a) se transformă într-o structură spațială. Aceasta se datorează faptului că sulful, care intră într-o reacție cu atomii de carbon care au legături duble înainte de vulcanizare, conectează macromoleculele (fig.15.11, b). În acest caz apar punctele de legătură (fig.15.11, c), care împiedică mișcarea relativă a macromoleculelor și, ca o consecință, elimină deformarea reziduală. Astfel, în timpul vulcanizării, plasticul termoplastic este transformat într-un material termosetat cu o structură spațială.
Fig. 15.11. Vulcanizarea cauciucului: a - cauciuc natural; b - cauciuc vulcanizat; c - puncte de legătură
În funcție de cantitatea de sulf introdusă, polimerul atinge o frecvență diferită a rețelei și diferite proprietăți. Cu un conținut de sulf de până la 5%, se formează un ochiuri rare și cauciucul este moale și elastic. Odată cu creșterea cantității, duritatea cauciucului crește, la 30% S toate legăturile duble sunt saturate și se formează un material solid - ebonit.
Pe lângă cauciuc (NK sau SC) și vulcanizator, compoziția cauciucului include:
• antioxidanti (antioxidanti) - substante care previne oxidarea cauciucului. Ei leagă oxigenul, difuzează în cauciuc (antioxidanți chimici) sau formează filme de protecție care protejează împotriva oxidării (antioxidanți fizici - parafină, ceară);
• plastifianți care facilitează prelucrarea amestecurilor de cauciuc - parafină, petrolatum etc .;
• umpluturi - activ (negru de fum, oxizi de siliciu și zinc) predare există în formarea structurii tridimensionale și de a spori, astfel, proprietăți, inerte (cretă, talc), administrate pentru a reduce costurile;
• Coloranții minerali sau organici îndeplinesc un rol decorativ, în plus, absorbind partea de undă scurtă a spectrului solar, întârzie îmbătrânirea ușoară a cauciucului.
În timpul funcționării, produsele din cauciuc sunt supuse diferitelor tipuri de îmbătrânire (lumină, ozon, termică, etc.). Ca urmare a îmbătrânirii, apar schimbări ireversibile în proprietăți. Rata de îmbătrânire în starea de stres este mai mare decât în starea liberă.
Creșterea temperaturii reduce rezistența cauciucurilor, temperatura de funcționare a cauciucurilor rezistente la căldură nu depășește 150 ° C, iar cauciucurile speciale rezistente la căldură - 320 ° C. La temperaturi scăzute (sub temperatura Tc), are loc o tranziție către starea sticloasă și pierderea proprietăților elastice. Cauciucurile pot fi operate la temperaturi de la minus 30 la minus 80 ° С.
Prin denumire, cauciucul este împărțit în cauciuc de valoare generală și specială.
Cauciucurile cu scop general includ NK, SKB, SCS, SKI. NK - cauciuc natural, SC - sintetic (pentru marca din urmă litere caracterizează polimer - cauciuc bază - SKB - butandienovy instalator - butandienstirolny, etc ...).
Uleiurile speciale includ ulei rezistent la ulei, ulei rezistent la căldură, rezistent la îngheț, rezistent la lumină, rezistent la uzură și cauciuc electrotehnic.
cauciuc electric este împărțit într-un electroizolant (# 961 = 10 noiembrie ÷ 15 octombrie ohm • cm) și conductoare (961 # = 10 februarie ÷ 10 aprilie ohm • cm). Conductivitatea electrică se obține prin introducerea negruului de fum și a grafitului în cauciuc.
Proprietățile cauciucurilor sunt date în tabelul 15.3.
Tabelul 15.3. Proprietățile fizico-mecanice ale cauciucului
Din cauciuc de uz general, curele, manșoane, centuri de transport, garnituri (modulul de elasticitate scăzut determină proprietăți de amortizare a vibrațiilor ridicate) etc.
Tehnologia de fabricare a produselor din cauciuc (RTI) constă în prepararea unui compus brut de cauciuc (cauciuc brut), presare pentru obținerea formei dorite și a vulcanizării, care este operația finală.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: