[橡胶小知识34(1)]永久变形

microtao

永久变形
3 a' I/ I8 x5 M- S6 U8 A* j　　当橡胶受到外力(不管是拉伸力或压缩力) 作用时,必然会产生一定的变形。但一旦外来作用力去除之后,橡胶会表现出一种惯性的本能,即无论在尺寸或几何形状两方面都趋于恢复到原来的状态,却又不能完全恢复到原样,因而出现一定量的、永远无法恢复的残余变形。这种现象便被称为“永久变形”。图1 为永久变形的物理意义。

- U2 \* u2 p4 v: @0 N8 N图1 　橡胶受外力作用后的变形及其复原过程
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　　图1 表明,橡胶试片从t0 开始连续受到拉伸,到t2 时外力去除。曲线CD 表示外力去除后的复原过程。到了D 点后,试片的复原便告终止,停放一段时间后,仍会留下不能恢复的部分—永久变形(见图1) 。这种残留的变形部分与试验前的原尺寸相比,所得的百分比值就是拉伸永久变形率。同理,试片在受压缩力条件下,同样也会产生压缩永久变形现,可按同理计算出压缩永久变形率。
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　　永久变形的原动力在于橡胶大分子的强烈的弹性复原倾向,而这种复原的不彻底性一方面来源于疲劳,更重要的则来自于达不到准确的正硫化。因为无论微量过硫或欠硫都会影响交联密度,从而影响橡胶的复原力。
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　　永久变形主要牵涉到橡胶制品的形状和尺寸稳定。在产品使用过程中,这两方面的不稳定都会影响到橡胶件与其他部件的配合,影响产品的功能或使用寿命。例如,橡胶丝当其永久变形率大到一定程度后,就会失去“紧固”的基本功能。鉴于橡胶丝都在拉伸条件下使用,所以,在性能指标中规定拉伸永久变形率不得超过70 %。又如,桥梁支座长期处于桥墩和桥体之间,在受压条件下使用,其使用寿命要求和大桥的大修期同步。因此,对支座的压缩永久变形有很高的要求,压缩永久变形率定为<20 %。

　　为了降低永久变形,从配方和工艺上都可以采取措施。至于主体材料,天然橡胶等高弹性胶种应优先。从工艺角度看,尽可能做到正硫化也是至关重要的。
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7 _6 `$ ^" P9 @" F转载《世界橡胶工业》第34 卷第1 期

: t9 r& S/ s( @9 s1 V) R7 I) o5 \9 \[ 本帖最后由 microtao 于 2008-9-5 18:13 编辑 ]

zhixuanfu

很详细的资料啊！  好长时间没有学习理论了！

xingguang2002

也想知道,谢谢,楼主辛苦了.

446967973

楼主   资料相当好   顶你

清高

永入性压缩变形是橡胶较长时间受到的外力，分子链重排而形成一种新的网络结构，往往键能较强的单硫键、碳-碳键不易断裂，而分子链重排是大多数的多硫键，多硫键断裂后的重排造成的形变，当外力去除后，由于形变，大分子总是难以回到原来的排裂位置。这就是多硫键压变差的主要原因，补强性能越好，压变越差，这是因为补强性填充剂的表面活性很高，易生成凝胶，凝胶也是一轻度种交联，它是一种物理吸附与化学吸附的过程，可视为一种低键能交联。它不溶于任何促进剂，当受外力时分子链同样重排，外力去除后是很难恢复到原来的位置，所以补强性能越好，胶料压变越差。更多地填充软化油，使橡胶的主链网构密度下降，当外力去除后，减少了恢复原来位置的应力，同样也不利于压变。压变的好坏是硫化体系、补强填充体系、软化增塑体系都是及其相关的。

xuchunyan

想请教一下五楼的老师，按照您的思路，如果采用其他交联剂，如过氧化物、酚醛等，就应该能改善多硫键的相对不稳定了吧；另外，您提到的轻度交联凝胶，受外力时，您指的是填料/橡胶的界面出现分子重排，还是凝胶层？凝胶不溶于任何促进剂还是促进剂不溶于凝胶？谢啦呵呵

omar

产生永久压缩，是不是橡胶的大分子被外力打破平衡，因为它的交联不完全，有间隙，才会这样吗？？永久压缩系数的大小

跨越时空

楼主说得理论头头世道，应该好好学习一下这方面的东西

husong

好东西,谢谢楼主和楼上的各位
9 F( ?8 s2 D5 X" l3 k6 z% _4 B你们辛苦了