寒冬中的橡胶制品如何设计耐寒
耐寒橡胶是在规定的低温下保持其弹性和正常工作能力的橡胶。硫化胶在低温条件下,橡胶分子运动减弱,显示高弹性的熵弹性明显降低,硬度、模量和分子内摩擦增加,致使最终会失去橡胶的本能―高弹性,从而丧失工作能力。
1.
耐寒性的评价
(1)拉伸耐寒系数(K
f
)分别在常温和指定低温下,用同样的负荷拉伸试样同样长的时间(5min),试样在低温的伸长(L
2
)和常温的伸长(L
1
)之比。
(2)压缩耐寒系数(K
y
)在一定低温下,对试样压缩至原高度h
0
的80%(试样压缩后高度h
1
),5min后去掉负荷,使试样恢复3min后测出试样高度h
2
,用下式计算:K
y
=(h
2
-h
1
)/(h
0
-h
1
)
(3)脆化温度T
b
非结晶橡胶的耐寒性,可用T
g
来表示。但实际上,在高于T
g
的一定范围内,随着温度的降低,当外力作用于橡胶时,橡胶丧失了弹性体的特征,不再产生强迫高弹形变而发生脆性破坏,这是所对应的温度即为T
b
。T
b
是衡量橡胶耐低温性能好坏的重要标准,也即是硫化胶在高于T
b
时才有使用价值。
2.
生胶的影响
硫化胶的耐寒性主要取决于橡胶的玻璃化转变和结晶,两者都会使橡胶在低温下丧失工作能力。
对于非结晶型橡胶,随着温度的降低,橡胶分子链段活动能力减弱,达到Tg后,分子链段被冻结,橡胶呈玻璃态,丧失了橡胶特有的高弹态。因此,对于非结晶型橡胶的耐寒性,可以用Tg表征。
结晶型橡胶往往在比Tg高许多的低温下便丧失弹性,有些橡胶的最低使用温度极限甚至可能高于Tg以上70-80℃。橡胶的结晶过程需要一定的时间,弹性丧失的速度和程度与持续的时间和温度有关。结晶型橡胶在低温下工作能力的降低,短则几小时,长则几个月不等....
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