Základní vlastnosti vulkanizátu, viskoelastické modely
1. Vyjmenujte a definujte
základní vlastnosti vulkanizátu
Základní
vlastnosti vulkanizátu
-
Tvrdost: odolnost proti vnikání definovaného
tělesa za působení konstantní síly po definovanou dobu do měřeného vzorku.
o můžeme jí měnit:
§ typem plniva a plněním: aktivní – saze HAF, MT, FEF; speciální –
tvrdost 40 – 80°ShA; neaktivní plniva na bázi Ca, Si, Přírodniny
§ vulkanizačními činidly: množstvím vulkanizačního činidla - síry
§ plniva neaktivní: kaolin, uhličitan vápenatý, kysličník křemičitý,..
-
vlastnosti tahové
-
pevnost v tahu (2 – 30 MPa): napětí při
přetržení
o Vliv:
§ Elastomer – základní vliv;
§ Vulkanizační systém – omezeně
§ Typem plniva a plněním
·
Aktivní - saze HAF, MT, FEF, SiO2 speciální – do
určité míry zvyšují
·
Neaktivní – kaolin, uhličitan
vápenatý, kysličník křemičitý, atd. snižují
-
Tažnost (150 – 900 %): protažení při přetržení
a udává se v procentech %; Měří se na trhacích zkušebních strojích.
-
modul pružnosti v tahu, tlaku E = 3 (5) G (0,5, - 15 MPa): napětí při definované deformaci (protažení). Měří se na trhacích
strojích. Jeho velikost je časově a teplotně závislá – relaxace.
-
strukturní pevnost M300: modul pružnosti při
protažení o definovanou velikost % (300%)
-
dynamické vlastnosti (hystereze): Příčinou je
opakovaná deformace, ohyb, tlak, vibrace, nárazy. Popis modely, kombinace
pružin a tlumících členů. Energetické ztráty se mění teplo. Měříme komplexní
modul, hysterezní ztráty.
-
odolnost proti působení tekutin: Vulkanizát
při styku s některými tekutinami podléhá objemovým změnám, a tím mění i
fyzikální vlastnosti. Změna objemu je kladná, pak vulkanizát měkne. Pokud dojde
k záporné změně, vulkanizát tvrdne. Tekutina vniká do vulkanizátu nebo
z ní vyplavuje zejména změkčovadla. Měření je prováděno zkouškou botnání
za definované teploty a agresivita kapaliny je měřena tzv. anilinovým bodem.
-
odolnost proti teplotám: Schopnost vulkanizátu
plnit funkci v rozsahu teplot, interval použití se posunuje po ose teploty
(obvykle osa x) sledujeme všechny fyzikální a chemické veličiny.
-
odolnost proti stárnutí: Schopnost odolávat
působení vnějšího prostředí.
o Stárnutí při skládání
o Stárnutí v exploataci (při
použití)
-
odolnost proti opotřebení oděrem: Mechanismus
tření je funkcí způsobu tření, teploty, prostředí, kontaktní plochy, rychlostí
pohybu; měříme ztrátu objemu.
-
propustnost pro plyny: Důležitá vlastnost u
plášťů pneumatik, duší apod.
o Fickovy zákony
-
elektrické izolační vlastnosti: Vulkanizát se
může připravit jako izolant i jako vodič el. proudu; hlavní kritéria izolačního
materiálu jsou izolační odpor, el. pevnost
o Závisí na frekvenci – čím vyšší frekvence tím vyšší vodivost
-
Zdravotní hlediska: Legislativní – hygienické
předpisy, testy – ITC; Surovinová – garance výrobců surovin; Technologická –
garance výrobce výrobku; Skladovací a logistická.
2. Viskoelastické modelyakreslete základní
Hookův
zákon - modul pružnosti
•
kde : s – tahové napětí / Pa/
•
E – Yongův modul pružnosti / Pa/
•
e – poměrné prodloužení / - /
Smykové
napětí
•
kde : τ – smykové napětí / Pa/
•
G – modul pružnosti ve smyku / Pa/
•
γ – smyková deformace / tg a
/
Deformace
pryže za nerovnovážných podmínek
•
Viskoelastické chování elastomerů
•
Newtonův zákon
•
kde
τ –
smykové napětí / Pa /
d γ /dt – rychlost smykové
deformace
• η –
viskozita / cP /
Voigtův
model:
Maxwelův
model – sériové řazení pružného a viskózního:
Tenzor je zobecněný vektor. Maxwell model
závisí na čase.
ij …tenzorové veličiny
Dij … tenzor rychlosti deformace
(s) Charakterizuje typ toku
(smykový, elongační, komb.)
h … viskozita (Pa*s)
tij …
tenzor napětí (Pa)
l … relaxační čas (s)

Tuckettův
model – kombinace řazení předchozích dvou modelů:
–
Rychlá deformace valenčních vazeb
v makromolekulárních řetězcích
–
Vzájemné přesuny
makromolekulárních řetězců
Komentáře
Okomentovat