Материал: А27878 Андреев АК Материалы для низкотемпературной техники

Упругопрочностные свойства резины при растяжении

характеризуются:

а) условным пределом прочности (временным сопротивлением) – отношением силы, вызывающей разрыв образца, к его первоначальному сечению;

б) относительным удлинением – отношением длины образца в момент разрыва к его первоначальной длине;

в) условным напряжением при заданном удлинении образца, а также величиной истинного напряжения при заданном удлинении и истинной прочностью.

Условно-равновесный модуль резины характеризует де-

формацию, установившуюся после выдержки растянутых образцов при + 70 °С в течение 1 ч.

Усталостная выносливость резины при знакопеременном изгибе с вращением определяется числом циклов до разрушения образца с учетом амплитуды деформации и температуры в испытательной камере. Усталостная выносливость резины при многократном растяжении определяется числом циклов до разрушения образца.

Температура хрупкости резины Тхр определяется на кон-

сольно закрепленном образце толщиной 2 мм посредством изгиба ударом в газовой или жидкой среде с пониженной температурой. Температуру Тхр вычисляют как среднее арифметическое трех наивысших значений температуры, при которых образец разрушается, т. е. образуются видимые трещины.

Хрупкость эбонита (ζz, Дж/м3) определяют по разрушению образца 100 15 10 или 120 15 10 мм на маятниковом копре: ζz = А/ bsl, где А – работа разрушения образца, Дж; B и s – ширина и толщина образца; l – расстояние между опорами, м.

Остаточное сжатие губчатой резины ζ (в процентах) опре-

деляют отношением ζ = [(h2 – h1)/ h0] 100 %, где h0 – первоначальная высота образца; h1 – высота того же образца, сжатого до указанной в нормативной документации величины и выдержанного 22 ч при 70 °С в этом состоянии; h2 – высота образца после снятия нагрузки и отдыха в течение 30 мин.

Эластичность – свойство резины упруго деформироваться без разрушения под действием силы и восстанавливаться после прекращения действия силы. Определяют на специальном (типа Шора) приборе посредством удара бойком маятника, падающего (качающегося)

341

с установленной высоты по испытываемому образцу. Эластичность – отношение возвращенной энергии к энергии, затраченной на деформацию образца при ударе, измеряется в процентах.

5.7.2. Основные свойства резины и эластомеров

Резина как конструкционный материал отличается высокими эластическими свойствами. Она способна к большим, практически почти полностью обратимым деформациям в широком диапазоне температур под действием относительно небольших напряжений. Модуль упругости резины составляет 1–10 МПа, коэффициент Пуассона 0,4–0,5. К особым свойствам резины относится ее способность к поглощению энергии при деформации, т. е. амортизационная способность.

На рис. 5.25 показана степень деформации резины при растяжении под нагрузкой и обратном сокращении после разгрузки. Площадь, заключенная между кривыми растяжения и сокращения, характеризует способность резины поглощать работу (амортизирующие свойства) и называется гистерезисом. Поглощенная при амортизации энергия расходуется на внутримолекулярное и межмолекулярное трение в самом каучуке и на трение между молекулами каучука и частицами примесей (ингредиентов). Эта энергия превращается в тепло, резина нагревается, что отрицательно сказывается на ее работоспособности.

Рис. 5.25. Гистерезис резины

342

Ассортимент резины, используемой только в промышленности России, составляет десятки тысяч наименований, что обусловлено разнообразием технологических и технических требований к резиновым материалам и изделиям, работающим в различных условиях эксплуатации. В целях упорядочения их применения был разработан ряд способов их классификации. В зависимости от эксплуатационных свойств и назначения обычно выделяют резину общего назначения, масло- и бензостойкую, тепло- и морозостойкую, стойкую к действию агрессивных сред, электоизоляционную, электропроводную, теплопроводную, огнестойкую, антифрикционную, вакуумстойкую, магнитную, пищевую, медицинскую и др. Некоторые области применения резины приведены в табл. 5.77, а основные характеристики представлены в табл. 5.78.

Таблица 5.77

Некоторые области применения резины

343

Окончание табл. 5.77

344

Окончание табл. 5.78

_______________

*1 – натуральный НК и синтетический изопреновый СКИ; 2 – бутадиеновый – СКД; 3 – бутадиен-стирольный – СКД; 4 – бутилкаучук – БК; 5 – этиленпропиленовые – СКЭП и СКЭПТ; 6 – бутадиен-нитрильный; 7 – хлоропреновый ХП; 8 – хлорсульфированный полиэтиленовый ХСПЭ; 9 – уретановый – СКУ; 10 – полисульфидный – ПСК; фторкаучуковый – СКФ; силиксановый – СКТ.

**Длительная – более 1000 ч; кратковременная – до 100 ч.

***О – отличная; Х – хорошая; У – удовлетворительная; П – плохая.

345