Исследование механических свойств вулканизованных образцов

12

Условную прочность при разрыве и значения напряжений при заданных значениях (модулей вулканизата) рассчитывают по формулам:

где So - первоначальная площадь сечения образца равная произведению b·d, в см2.

Относительное удлинение при разрыве определяют по масштабной линейке во время испытания образцов.

Относительное остаточное удлинения рассчитывают по формуле:

Для каждого времени вулканизации рассчитывают среднее значение f100, f300, f500, fP, ε, θ и среднеквадратичную ошибку их измерения.

где (n-1) - число образцов.

Результаты механических испытаний представлены в таблице 3.


Таблица 3. Влияние времени вулканизации на физико-механические свойства вулканизатов.

Время вулканизации, мин N образца d, cм S0, cм2 P100, кг σ100,МПа P200, кг σ200,МПа P300, кг σ300, Мпа P400, кг σ400,Мпа P500, кг σ500,Мпа Pp, кг σp,МПа ε % L1, мм θ %
0,201 0,1005 1,6 15,92 9,00 89,55 14,00 139,30 19,80 197,01
0,215 0,1075 1,8 16,74 8,80 81,86 14,80 137,67 17,00 158,14
0,24 0,12 16,67 9,60 80,00 15,00 125,00 17,50 145,83
0,202 0,101 1,8 17,82 7,20 71,29 11,00 108,91 17,00 168,32
0,211 0,1055 18,96 8,50 80,57 14,00 132,70 18,50 175,36
0,292 0,146 13,70 9,00 61,64 16,00 109,59 16,00 109,59
0,267 0,1335 14,98 9,60 71,91 16,00 119,85 21,20 158,80
ср 16,40 76,69 124,72 159,01 645,71 22,86
0,286 0,143 13,99 9,00 62,94 15,80 157,21 15,80 110,49
0,282 0,141 14,18 9,00 63,83 14,00 130,23 17,00 120,57
0,279 0,1395 14,34 9,00 64,52 14,50 120,83 11,00 78,85
0,276 0,138 1,8 13,04 7,20 52,17 12,00 118,81 17,40 126,09
ср 13,89 60,86 131,77 109,00 430,00 26,25
0,279 0,1395 2,4 17,20 7,00 50,18 12,00 86,02 15,00 107,53
0,279 0,1395 21,51 8,00 57,35 14,00 100,36 18,00 129,03
0,272 0,136 22,06 7,00 51,47 14,00 102,94 14,00 102,94
0,279 0,1395 21,51 7,20 51,61 12,00 86,02 19,20 137,63
0,28 0,14 21,43 7,80 55,71 14,00 100,00 18,20 130,00
ср 20,74 53,26 95,07 121,43 342,00 19,00
0,285 0,1425 2,8 19,65 5,80 40,70 11,00 77,19 18,60 130,53
0,284 0,142 2,4 16,90 6,00 42,25 10,00 70,42 17,00 119,72
0,284 0,142 14,08 6,00 42,25 9,40 66,20 14,20 100,00
0,283 0,1415 1,8 12,72 5,00 35,34 9,60 67,84 16,80 118,73
0,281 0,1405 2,2 15,66 6,00 42,70 11,00 78,29 16,00 113,88
ср 15,80 40,65 71,99 116,57 432,00 25,00




Рис.2. Зависимость остаточного относительного удлинения от времени вулканизации.

Рис.3. Зависимости напряжения от относительного удлинения

Рис.4. Зависимости σ100, σ200, σ300, σ400, σ500, σр, θ от времени вулканизации.

Рис. 5. Зависимость ε % от времени вулканизации.

Рис. 6. Напряжения от плотности вулканизационной сетки.

Рис. 8. Зависимость ε % от плотности вулканизационной сетки.

Исходя из этих рисунков видно, что с возрастание времени вулканизации растут напряжения, прочность и снижается относительное остаточное удлинение. Это происходит из-за того, что с увеличением времени вулканизации увеличивается количество поперечных связей, образовавшихся в процессе вулканизации. Это приводит к увеличению числа химических связей, несущих нагрузку. Так же это приводит к исключению возможности течения макромолекул друг относительно друга, поэтому уменьшается относительное остаточное удлинение и относительное удлинение при разрыве. В нашем случае такой вид кривой зависимости относительного удлинения при разрыве обусловлен другими изменениями, которые не изучались нами в процессе проведенной работы.

Реакции, протекающие в процессе вулканизации:

Взаимодействие активаторов вулканизации (оксида цинка и стеариновой кислоты):

Взаимодействие активаторов с сульфенамидом Ц с образованием цинковой соли, которая в резиновой смеси находится в виде комплекса сложного состава:

Далее, при взаимодействии с серой образуется цинкосодержащий действительный агент вулканизации (ДАВ); для простоты записи будем использовать не комплекс, а цинковую соль:

Воспользуемся сокращением:

Выделение активного радикала наиболее вероятно, так как сопровождается выигрышем энергии за счет резонансной стабилизации радикала:

Список использованной литературы

1) В.Д. Юловская. В.А. Шершнев. Сетчатые эластомеры: Учебно-методическое пособие. (ИНЦ МИТХТ им. М.В.Ломоносова) – М. 1998.

2) «Энциклопедия полимеров»


9306705741298212.html
9306765185247352.html
    PR.RU™