Последняя в основном определяется теплостойкостью каучука и структурой химических связей, образованных в процессе вулканизации. Предельные температуры, при которых могут применяться вулканизованные каучуки, приведены ниже:
Повышение теплостойкости резин имеет важное
практическое значение, так как при нагревании вулканизованной резины
ускоряются релаксационные процессы и необратимые изменения ее
механических свойств. При нагревании ненапряженных резин в основном
протекают процессы теплового старения, ускоряемые присутствием кислорода
воздуха. Уменьшение эластических свойств резины в этом случае
характеризуется коэффициентом старения Кс, представляющим отношение
какого-либо физико-механического показателя (прочности, относительного
удлинения при разрыве) после старения к его исходному значению. Например
при низких температурах. При этом нагрузку на
образец после старения следует относить к нагрузке до старения,
определенной при той же низкой температуре. Экспериментально было
показано [18], что значение коэффициента возрастания жесткости после
старения не зависит от температуры ее определения вплоть до области
стеклования резины. Другими словами
показывающую, что итоговый коэффициент
возрастания жесткости резины равен произведению коэффициентов
возрастания жесткости соответственно при низкой температуре и после
теплового старения [18]. Это соотношение позволяет при раздельном
экспериментальном определении изменения жесткости резины после
воздействия повышенных температур и при низких температурах рассчитать
суммарное изменение, происходящее вследствие смены температур.Аналогично выводу (5) можно показать, что для ненапряженных резин
Следовательно, изменение высокоэластического
статического модуля резины при действии температуры пропорционально
коэффициенту возрастания ее жесткости.Приведенные характеристики изменения свойств резины в процессе теплового старения в свободном состоянии определяют сроки хранения уплотнителей в складских условиях.
При действии повышенных температур на напряженные резины резко ускоряются процессы химической релаксации напряжения, накопления остаточной деформации и снижения остаточной эластичности.
Известно [19], что время т химической релаксации напряжения резин формально подчиняются закону Аррениуса
Чем выше температура, тем меньше время протекания
процесса. На рис. 11 представлена общая зависимость относительной
остаточной деформации И
от температуры. Время достижения одного и того же (например, 60%)
значе^ти остаточной деформации сокращается в несколько раз по мере роста
температуры.На рис. 12 приведена типичная для резин зависимость изменения относительной остаточной эластичности (5 при разных температурах. Чем выше температура, тем резче изменяется р. Анализ уравнения (8) показывает, что при единственном значении константы а в координатах lg р — т кривые изменения относительной остаточной эластичности должны полностью распрямляться. Однако для многих резин эти кривые не распрямляются ни для одной из принятых температур. Это свидетельствует о том, что процесс релаксации не может быть описан одной константой а, т. е. состоит не из одного, а из нескольких протекающих одновременно с различной скоростью процессов.
Для описания изменения относительной остаточной эластичности при протекании п одновременно идущих процессов перепишем уравнение (8) в виде:Коэффициенты Сщ следует трактовать, как характеристику вклада (долю) каждого единичного процесса в общий процесс релаксации. Каждой температуре соответствуют свои значения констант di и долей Со* процесса релаксации.
Исследования [20] резин на основе каучуков СКМС-10, СКС-30, СКН-18 и других показали, что в координатах
Igaj— 1/Г и Coi — T температурные зависимости констант прямолинейны (рис. 13).
Приведенные данные указывают на возможность выбора тем-пературы в качестве ускоряющего фактора для форсированных испытаний уплотнителей и прогнозирования их долговечности.
Комментариев нет:
Отправить комментарий