A tensão de alongamento e a resistência à tração da borracha são dois indicadores importantes para medir o desempenho de materiais de borracha. Eles não estão relacionados apenas à confiabilidade da borracha em diversas aplicações de engenharia, mas também afetam diretamente a vida útil e a segurança do produto. Este artigo discutirá os principais fatores que afetam a tensão elástica e a resistência à tração da borracha, incluindo a seleção da matéria-prima, a tecnologia de processamento, as condições de vulcanização e os fatores ambientais, a fim de fornecer referência para o projeto e a aplicação otimizados de materiais de borracha.
1. Seleção de matéria-prima
As matérias-primas da borracha incluem principalmente borracha bruta, agentes compostos (como agentes de vulcanização, aceleradores, antioxidantes, etc.) e cargas. Os tipos e proporções dessas matérias-primas têm um impacto significativo no módulo de tensão e na resistência à tração da borracha.
Seleção da borracha bruta: Diferentes borrachas brutas possuem diferentes estruturas moleculares e propriedades físicas. Por exemplo, a borracha natural (NR) possui boa elasticidade, mas resistência relativamente baixa; a borracha de estireno-butadieno (SBR) apresenta alta resistência ao desgaste e alta resistência mecânica. A escolha do tipo certo de borracha bruta é fundamental.
O papel dos agentes de composição: agentes vulcanizantes e aceleradores determinam o grau de reticulação da borracha e afetam diretamente suas propriedades mecânicas. Uma quantidade adequada de agente vulcanizante pode aumentar a tensão de alongamento e a resistência à tração da borracha, mas quantidades excessivas farão com que a borracha endureça, o que, por sua vez, reduz sua tenacidade.
Efeito dos enchimentos: Enchimentos como negro de fumo, negro de fumo branco, etc., podem aumentar a resistência e a resistência ao desgaste da borracha. O tipo, o tamanho das partículas e a quantidade de enchimento afetarão o módulo de tensão e a resistência à tração da borracha. De modo geral, uma quantidade adequada de enchimentos em nanoescala pode melhorar significativamente as propriedades mecânicas da borracha.
2. Tecnologia de processamento
A tecnologia de processamento de borracha, incluindo mistura, calandragem, extrusão e moldagem, tem um impacto crucial no desempenho do material.
Processo de mistura: Durante o processo de mistura, diversas matérias-primas precisam ser completamente misturadas para garantir a uniformidade dentro da borracha. A mistura desigual levará à inconsistência nas propriedades da borracha, afetando a tensão de alongamento e a resistência à tração.
Controle de pressão e temperatura: Durante o processamento, o controle de pressão e temperatura é crucial. Temperaturas muito altas aceleram o envelhecimento da borracha e reduzem suas propriedades mecânicas; enquanto temperaturas muito baixas podem levar a uma mistura insuficiente e afetar a uniformidade do material.
3. Condições de vulcanização
A vulcanização é uma etapa fundamental no processamento da borracha. Ela forma uma estrutura de rede tridimensional por meio de uma reação de reticulação, conferindo à borracha suas propriedades únicas.
Tempo de vulcanização: A duração do tempo de vulcanização afeta diretamente o grau de reticulação da borracha. Um tempo de vulcanização adequado pode atingir o melhor módulo de tensão e resistência à tração, enquanto um tempo muito curto ou muito longo levará à degradação do desempenho.
Temperatura de vulcanização: A temperatura de vulcanização afeta a taxa de reação e a densidade de reticulação. Temperaturas mais altas podem acelerar a vulcanização, mas temperaturas muito altas podem causar reticulação excessiva da borracha, o que, por sua vez, reduz a tenacidade.
Pressão de vulcanização: A pressão de vulcanização garante um bom contato entre o molde e a borracha, ajudando a formar uma estrutura reticulada uniforme, melhorando assim as propriedades mecânicas do material.
4. Fatores ambientais
A borracha será afetada por fatores ambientais durante o uso, como temperatura, umidade e luz. Esses fatores também afetarão seu módulo de tensão e resistência à tração.
Efeito da temperatura: altas temperaturas aceleram o processo de envelhecimento da borracha e reduzem suas propriedades mecânicas; baixas temperaturas podem fazer com que a borracha se torne quebradiça e fácil de quebrar.
O papel da umidade: a umidade pode penetrar na borracha e reagir com certos ingredientes, causando a degradação do material.
O papel da luz: Luzes como os raios ultravioleta podem desencadear a reação de fotooxidação da borracha, acelerar seu processo de envelhecimento e afetar suas propriedades mecânicas.
para concluir
A tensão de alongamento e a resistência à tração da borracha são determinadas por diversos fatores, incluindo a seleção de matérias-primas, o controle das técnicas de processamento, a otimização das condições de vulcanização e o impacto do ambiente de uso. Ao selecionar racionalmente as matérias-primas, controlar rigorosamente as técnicas de processamento, otimizar os parâmetros de vulcanização e considerar o impacto dos fatores ambientais, a tensão de alongamento e a resistência à tração da borracha podem ser efetivamente melhoradas para atender às necessidades de diferentes campos de aplicação.
Horário da publicação: 23/12/2024