橡膠作為一種重要的工業(yè)材料,在各個領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。其拉伸強(qiáng)度是衡量橡膠制品反抗拉伸損壞能力的重要目標(biāo)。那么,影響橡膠拉伸強(qiáng)度的主要要素有哪些呢?本文將為您詳細(xì)科普這一論題。
1. 分子結(jié)構(gòu)與分子量
橡膠的分子結(jié)構(gòu)對其拉伸強(qiáng)度具有明顯影響。分子間效果力大,如極性和剛性基團(tuán)的存在,會增強(qiáng)分子間的相互效果,然后進(jìn)步拉伸強(qiáng)度。此外,分子量也是關(guān)鍵要素之一。一般來說,橡膠的拉伸強(qiáng)度隨分子量的增大而增大,由于分子量的添加會使鏈段間的范德華力增大,鏈段不易滑動,相當(dāng)于分子間形成了更多的物理交聯(lián)點(diǎn),然后進(jìn)步了拉伸強(qiáng)度。但分子量增大到必定程度后,拉伸強(qiáng)度的進(jìn)步會趨于平衡。
2. 結(jié)晶與取向
橡膠的結(jié)晶度和分子鏈的取向也會對其拉伸強(qiáng)度產(chǎn)生影響。關(guān)于能產(chǎn)生結(jié)晶的橡膠(如NR、CR等),結(jié)晶度的進(jìn)步會添加拉伸強(qiáng)度。由于結(jié)晶區(qū)域分子擺放愈加有序,分子間相互效果更強(qiáng)。此外,橡膠分子鏈在拉伸過程中會發(fā)生取向,平行于拉伸方向的分子鏈會接受更多的應(yīng)力,然后進(jìn)步該方向的拉伸強(qiáng)度。但垂直方向的拉伸強(qiáng)度可能會因而下降。
3. 交聯(lián)密度與交聯(lián)鍵類型
橡膠的交聯(lián)密度和交聯(lián)鍵類型也是影響其拉伸強(qiáng)度的重要要素。交聯(lián)密度過高或過低都不利于拉伸強(qiáng)度的進(jìn)步。過高的交聯(lián)密度會導(dǎo)致橡膠變硬變脆,拉伸時易發(fā)生脆性斷裂;而過低的交聯(lián)密度則會使橡膠過于柔軟,無法有效反抗拉伸應(yīng)力。交聯(lián)鍵類型方面,多硫鍵具有較高的拉伸強(qiáng)度,由于弱鍵在應(yīng)力狀態(tài)下能起到開釋應(yīng)力的效果,減輕應(yīng)力會集的程度,使交聯(lián)網(wǎng)能均勻地接受較大的應(yīng)力。
4. 填料與軟化劑
填料和軟化劑的種類及用量也會對橡膠的拉伸強(qiáng)度產(chǎn)生影響。填料的粒徑越小、比表面積越大、表面活性越大,補(bǔ)強(qiáng)的效果就越好,然后進(jìn)步拉伸強(qiáng)度。但填料的用量也存在一個最佳值,過多或過少的填料都不利于拉伸強(qiáng)度的進(jìn)步。軟化劑的加入盡管可以改進(jìn)橡膠的加工功能,但也會損失必定的拉伸強(qiáng)度。軟化劑與橡膠的相容性也會影響拉伸強(qiáng)度的變化。
5. 其他要素
除了上述主要要素外,橡膠的拉伸強(qiáng)度還可能遭到其他要素的影響,如橡膠的種類、硫化系統(tǒng)、加工工藝等。不同種類的橡膠具有不同的化學(xué)結(jié)構(gòu)和物理功能,因而其拉伸強(qiáng)度也會有所差異。硫化系統(tǒng)的選擇和優(yōu)化也會影響橡膠的交聯(lián)結(jié)構(gòu)和拉伸強(qiáng)度。此外,加工工藝中的溫度、壓力、時刻等參數(shù)也會對橡膠的拉伸強(qiáng)度產(chǎn)生影響。
綜上所述,影響橡膠拉伸強(qiáng)度的主要要素包括分子結(jié)構(gòu)與分子量、結(jié)晶與取向、交聯(lián)密度與交聯(lián)鍵類型、填料與軟化劑以及其他一些要素。了解這些要素對橡膠拉伸強(qiáng)度的影響規(guī)則,有助于我們更好地規(guī)劃和制備具有優(yōu)異功能的橡膠制品。
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