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橡胶硫化改性中的抗张强度、扯断伸长和永久变

2018/10/11 14:29
导读: 1.抗张强度 抗张强度与定伸强度和硬度不同,它不随交联键数目增加而不断上升。交联键数目增加时,抗张强度随之上升,达到一个适当的值后,如果继续交联(亦即产生过交联),它就开始
 
1.抗张强度
       抗张强度与定伸强度和硬度不同,它不随交联键数目增加而不断上升。交联键数目增加时,抗张强度随之上升,达到一个适当的值后,如果继续交联(亦即产生过交联),它就开始急剧下降。然而有些类型的橡胶,由于交联密度增加,抗张强度也会再一次陡然上升,直到形成硬质胶。图1所示即为此种关系。因此,用抗张强度确定是否达到正硫化不如用定伸强度合适。为了力求测定抗张强度的准确性,还要注意有关测定技术的几个附加因素。
       随着硫化胶硫黄含量的增加,抗张强度最初是上升的,继而达到所谓“皮革状态”时,抗张强度又下降,及至达到硬质胶状态时,抗张强度终于再次上升,其上升的水平即使在适当的条件下,也不同于软橡胶。好象到达皮革状态时硫黄含量增加并不继续进行交联,也好象硫黄为副反应所消耗,然而这是不可能的。由于分子链取向而产生的结晶化,可能在这里起了作用。在拉伸状态下,即使天然胶生胶的抗张强度也是相当高的。原因是橡胶由于结晶而变得比较坚固。取向或结晶化的影响也会在硫化胶中表现出来。例如,在拉伸时具有结晶现象的高聚物(如天然胶)不加补强剂也能制得有工业使用价值的硫化胶。反之,非结晶高聚物只有加入炭黑或浅色补强剂时硫化胶才有实用价值,其原因就在于此但加入大量硫黄时,结合到分子内的硫黄就阻碍橡胶取向,并因而降低橡胶拉
伸时变得比较坚强的能力。在没有取向结晶的橡胶中,因过交联而使抗张强度下降的程度就比较小。必须进一步加入硫黄,使链上所有能够交联的位置都已与硫黄结合,才能达到前所未有的强度,但扯断伸长难免大幅度下降。在这一阶段,抗张强度来自纯化学键,结晶现象不复存在。
这种解释以前对天然胶是合理的,但无疑也有片面性;因为即使没有结晶趋势的橡胶(如丁苯胶和聚丁二烯橡胶)其抗张强度在过交联时也有下降。这种现象的产生是由于网络中发生了变化,并可根据比尤切(Bueche)的观点解释如下(见图1a)。如果交联相当多而又不规则,网络容易发生局部应变过度,而使单个链或交联键产生断裂,其余的链也因承受不住负荷而使材料损坏。
2.扯断伸长和永久变形
       正如图1所示,扯断伸长随交联度增加而降低,并渐渐趋向于很小的值。
永久变形(如拉伸变形、压缩变形)也随着交联数增加而逐渐变小。所以需要永久变形特别低的产品往往要求提高交联度。交联度一般地与弹性成正比。

 
 
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