Χωρίς πόνο με τον Payne ... και τον Mullins

Πρακτικός οδηγός για την εκτέλεση μετρήσεων του φαινομένου Payne και Mullins με NETZSCH DMA υψηλής ισχύος

Εισαγωγή

Τα ελαστομερή συχνά περιέχουν ενεργά πληρωτικά υλικά, όπως αιθάλη ή πυρίτιο, για να βελτιώσουν τις μηχανικές τους ιδιότητες και να αποκτήσουν την απαραίτητη ποιότητα για εφαρμογές υψηλών επιδόσεων. Στην περίπτωση υψηλής περιεκτικότητας σε πληρωτικό υλικό, σχηματίζεται ένα τρισδιάστατο (3D) δίκτυο συσσωρευμένων σωματιδίων πληρωτικού υλικού. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τη σημαντική αύξηση της ακαμψίας του δείγματος. Ωστόσο, αυτό το χαρακτηριστικό μικροδομής είναι σταθερό μόνο όσο οι εφαρμοζόμενες παραμορφώσεις παραμένουν small, δηλαδή εντός του γραμμικού ιξωδοελαστικού καθεστώτος. Πάνω από αυτό το όριο, το τρισδιάστατο δίκτυο πλήρωσης καταρρέει και οι ιδιομορφές γίνονται συνάρτηση της εφαρμοζόμενης παραμόρφωσης ή διάτμησης στο δείγμα. Το καθεστώς αυτό αναφέρεται ως μη γραμμική ιξωδοελαστική περιοχή.

Δύο σημαντικά φαινόμενα συνδέονται με αυτό το φαινόμενο: Το φαινόμενο Payne και το φαινόμενο Mullins. Ενώ και τα δύο είναι φαινόμενα μαλάκυνσης λόγω παραμόρφωσης και τα δύο φαινόμενα εξαρτώνται από το ιστορικό της παραμόρφωσης, το πρώτο περιγράφει τη μείωση του μέτρου αποθήκευσης κατά την αύξηση των δυναμικών παραμορφώσεων. Το φαινόμενο Mullins γίνεται συνήθως αντιληπτό ως η αλλαγή στις καμπύλες τάσης-παραμόρφωσης για διαδοχικούς κύκλους φόρτισης και αποφόρτισης που εκτελούνται σε οιονεί στατικές δοκιμές εφελκυσμού. Στην περίπτωση αυτή, οι επόμενες καμπύλες τάσης-παραμόρφωσης θα βρίσκονται κάτω από την καμπύλη του αρχικού κύκλου φόρτισης. Η καμπύλη τάσης-παραμόρφωσης ενός δείγματος θα ταιριάζει με την καμπύλη τάσης-παραμόρφωσης ενός παρθένου δείγματος μόνο όταν υπερβεί την προηγούμενη μέγιστη τάση του ιστορικού παραμόρφωσης του δείγματος.

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι τα φαινόμενα αυτά δεν αποτελούν απλώς επιστημονικές περιέργειες. Έχουν επίσης σημασία για σενάρια της πραγματικής ζωής. Δεδομένου ότι τα ελαστομερή συχνά εκτίθενται σε υψηλές δυναμικές και στατικές παραμορφώσεις κατά τη διάρκεια της χρήσης, αυτό επηρεάζει σημαντικά την απόδοσή τους όσον αφορά τη δυσκαμψία και την απόσβεση σε σύγκριση με το παρθένο ελαστομερές υλικό. Για την αξιόπιστη ποσοτικοποίηση αυτών των μεταβολών κατά τη διάρκεια παραμορφώσεων large ή/και δυναμικής φόρτισης, πρέπει να διεξάγονται δοκιμές για τον προσδιορισμό του φαινομένου Payne και Mullins. Παραδείγματα περιλαμβάνουν τα πτερύγια των υαλοκαθαριστήρων, τις βάσεις του κινητήρα και τα ελαστικά. Ο ακριβής ποσοτικός προσδιορισμός των αλλαγών που προκαλούνται από την παραμόρφωση στις (δυναμικές) μηχανικές ιδιότητες επιτρέπει την αξιόπιστη ανατροφοδότηση κατά την έρευνα και ανάπτυξη νέων ελαστικών ενώσεων, καθώς και την προσομοίωση της απόδοσης του προϊόντος σε λειτουργία.

Payne Effect:

Το φαινόμενο Payne είναι η αναστρέψιμη μείωση του μέτρου αποθήκευσης των γεμισμένων ελαστομερών με την αύξηση του πλάτους δυναμικής παραμόρφωσης.

Φαινόμενο Mullins:

Το φαινόμενο Mullins είναι η μη αναστρέψιμη αποδυνάμωση τάσεων στα ελαστομερή μετά τον πρώτο κύκλο φόρτισης-αποφόρτισης.

Γενικές πτυχές του αποτελέσματος Payne και MullinsΜετρήσεις

Στις περισσότερες περιπτώσεις, το φαινόμενο Payne εκτελείται συνήθως ως σάρωση παραμόρφωσης με τη χρήση (διπλής) διατμητικής υποδοχής δείγματος. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι τα πειράματα αυτά μπορούν επίσης να ληφθούν σε εφελκυσμό [1] (συνήθως είναι δυνατή η λήψη μόνο small δυναμικών πλατών, ανάλογα με το αρχικό μήκος του δείγματος) ή σε συμπίεση [2].

Η διατμητική λειτουργία είναι η προτιμώμενη επιλογή στους δυναμομηχανικούς αναλυτές λόγω της πραγματοποίησης μεγαλύτερων πλατών παραμόρφωσης/διάτμησης σε σχέση με αυτές στις διατάξεις εφελκυσμού ή συμπίεσης.

Για να εξασφαλιστεί ο ακριβής προσδιορισμός των διατμητικών ιδιομορφών, το πρότυπο ISO 6721-6 προβλέπει τη χρήση δοκιμίων με διάμετρο (κυλινδρικό σχήμα) ή ύψος (κυβοειδές σχήμα) τουλάχιστον 4 φορές το πάχος του δείγματος. Η προσέγγιση αυτή εξαλείφει κάθε πιθανό φαινόμενο κάμψης, εξαλείφοντας έτσι την ανάγκη για οποιαδήποτε διόρθωση. Ένας δεύτερος λόγος για τη διατμητική λειτουργία είναι η ιδέα της εφαρμογής συνθηκών φόρτισης που είναι παρόμοιες με την πραγματική εφαρμογή: Οι υαλοκαθαριστήρες παρμπρίζ θα παρουσιάσουν παραμορφώσεις που προκαλούνται από ένα συνδυασμένο φορτίο διάτμησης-κάμψης έως ±90°. Οι ενώσεις του πέλματος στην άνω επιφάνεια των ελαστικών επιβατών καθώς και στα ελαστικά φορτηγών θα διατμηθούν έναντι του επόμενου στρώματος που βρίσκεται κάτω από το στρώμα του πέλματος ("υπόγειο στρώμα") έως και 200% ή περισσότερο.

Τέλος, οι μετρήσεις που πραγματοποιούνται υπό συνθήκες διατμητικού φορτίου προσφέρουν το σαφές πλεονέκτημα της εξάλειψης της ανάγκης για στατικά εξαρτήματα. Επομένως, το φαινόμενο Payne που μετράται σε αυτή την περίπτωση είναι αποκλειστικά συνάρτηση των αυξανόμενων δυναμικών πλατών διάτμησης. Δεν απαιτείται στατικό φορτίο για την ανάλυση του φαινομένου Payne.

Από την άλλη πλευρά, το φαινόμενο Mullins προκαλείται από διαδικασίες στατικής φόρτισης σε διαφορετικά επίπεδα παραμόρφωσης. Το φαινόμενο Mullins εξετάζεται συνήθως σε εφελκυσμό. Είναι επίσης δυνατό να μετρηθεί αυτό το φαινόμενο με τον ίδιο τρόπο χρησιμοποιώντας υποδοχείς δειγμάτων θλίψης ή (διπλής) διάτμησης.

Στη συνέχεια, παρουσιάζεται ένας οδηγός βήμα προς βήμα για τη ρύθμιση της μέτρησης του φαινομένου Payne με τη θήκη δειγμάτων (διπλής διάτμησης).

Οδηγός βήμα προς βήμα για την εκτέλεση του εφέ PayneΜε τον υποδοχέα δειγμάτων διπλής διάτμησης

Οι πελάτες μπορούν να επιλέξουν μεταξύ διαφορετικών επιλογών για τους υποδοχείς δειγμάτων διάτμησης: Mm, 10 mm ή 20 mm, και μια εξειδικευμένη υποδοχή δείγματος διάτμησης είναι διαθέσιμη για δείγματα που μοιάζουν με λεπτές λωρίδες. Η τελευταία δεν απαιτεί τη στερέωση των δειγμάτων στους χαλύβδινους κυλίνδρους.

Στη συνέχεια, η εστίαση έγκειται μόνο στην προετοιμασία μιας υποδοχής δείγματος διάτμησης με διάμετρο 10 mm για τους σκοπούς της μέτρησης του φαινομένου Payne. Για την περίπτωση αυτή, διατίθενται επίσης κιτ προετοιμασίας δειγμάτων (το εργαλείο εισαγωγής και το εργαλείο ευθυγράμμισης) για τη διευκόλυνση της διαδικασίας προετοιμασίας του δείγματος κατά τη χρήση κόλλας. Η προετοιμασία του δείγματος είναι επίσης δυνατή μέσω απευθείας βουλκανισμού μη βουλκανισμένου "πράσινου" καουτσούκ στους χαλύβδινους κυλίνδρους με χρήση θερμαντικής πρέσας. Για να επιτευχθεί αυτό, το μη διασυνδεδεμένο καουτσούκ πρέπει να χυθεί μεταξύ των προετοιμασμένων χαλύβδινων κυλίνδρων και στη συνέχεια να βουλκανιστεί στην επιθυμητή θερμοκρασία. Αυτό παρέχει το πλεονέκτημα της υψηλότερης επαναληψιμότητας των αποτελεσμάτων των μετρήσεων, λόγω της υψηλότερης δυνατής αντοχής πρόσφυσης μεταξύ του ελαστομερούς και του μετάλλου, της ακριβέστερης τοποθέτησης του ελαστομερούς μεταξύ των κυλίνδρων και της έλλειψης υπολειμμάτων κόλλας.

α) Προετοιμασία των ελαστομερών δίσκων

I. Θα πρέπει να είναι διαθέσιμο ένα χυτό ελαστικό φύλλο του επιθυμητού πάχους.

II. Για το επόμενο βήμα είναι απαραίτητη μια χειροκίνητη μηχανή διάτρησης με κατάλληλο εργαλείο κυλινδρικής μήτρας.

III. Βυθίστε το κάτω μέρος του κυλινδρικού εργαλείου σε διάλυμα σαπουνιού. Αυτό συμβάλλει στη μείωση της τριβής μεταξύ του εργαλείου και του φύλλου καουτσούκ κατά τη διάτρηση, επιτρέποντας έτσι μια καλύτερη διαδικασία κοπής.

IV. Χαμηλώστε αργά το εργαλείο τρυπανιού (η συνιστώμενη ταχύτητα είναι μόνο 20 έως 40 στροφές ανά λεπτό) μέχρι να κοπεί το δείγμα καουτσούκ. Επαναλάβετε τη διαδικασία για τον απαιτούμενο αριθμό δειγμάτων.

V. Στεγνώστε το υπόλοιπο σαπούνι που έχει απομείνει στα δείγματα.

β) Συναρμολόγηση ολόκληρου του δείγματος διάτμησης

Για την προετοιμασία της πλήρους διάταξης της υποδοχής του δείγματος διάτμησης, είναι απαραίτητο να έχετε τα ακόλουθα εργαλεία: Μια κόλλα για την κόλληση μετάλλων στο ελαστικό υλικό, π.χ. μια κυανοακρυλική κόλλα- τρεις χαλύβδινοι κύλινδροι διαμέτρου 10 mm- οι κομμένοι ελαστομερείς δίσκοι- και το σετ εργαλείων εισαγωγής που φαίνεται στο σχήμα 1. Ανάλογα με το ελαστικό υλικό, μπορεί να χρειαστεί να επιλεγεί διαφορετική κόλλα.

Επιπλέον, οι επιφάνειες των ελαστικών δειγμάτων μπορούν να τραχυνθούν με λεπτόκοκκο γυαλόχαρτο πριν από το πρώτο βήμα συναρμολόγησης. Αυτό μπορεί να παρέχει καλύτερη πρόσφυση κατά τη συγκόλληση

Στη συνέχεια, οι επιφάνειες των δειγμάτων ελαστομερούς πρέπει να καθαριστούν με μια ουσία που δεν μεταβάλλει τις ιδιότητες του υλικού και εξατμίζεται γρήγορα. Ένα πιθανό καθαριστικό για το σκοπό αυτό είναι το Loctite 7063.

I. Αρχικά, μετρήστε το πάχος του δείγματος και τη διάμετρο των δύο ελαστομερών δίσκων που πρόκειται να κολληθούν με ένα παχύμετρο και σημειώστε τη μέση τιμή και των δύο.

II. Ένας δίσκος δείγματος ελαστομερούς πρέπει να κολληθεί σε έναν από τους εξωτερικούς χαλύβδινους κυλίνδρους. Για να το κάνετε αυτό, τοποθετήστε έναν χαλύβδινο κύλινδρο στην εσοχή του κιτ εργαλείων εισαγωγής, όπως φαίνεται στην εικόνα 2, και σφίξτε τον με τη βίδα.

III. Τοποθετήστε ένα δίσκο ελαστομερούς

IV. στο προεξέχον κυλινδρικό τμήμα του κάτω τμήματος του κιτ εργαλείων εισαγωγής.

V. Εφαρμόστε μια σταγόνα κόλλας small στο κέντρο του ελαστικού δίσκου που πρόκειται να συγκολληθεί στον χαλύβδινο κύλινδρο. Απλώστε την κόλλα ομοιόμορφα στην επιφάνεια. Κολλήστε τον ελαστικό δίσκο στον σφιγμένο χαλύβδινο κύλινδρο. Βεβαιωθείτε ότι οι άκρες του κυλίνδρου και του δίσκου είναι στο ίδιο επίπεδο. Στη συνέχεια, τοποθετήστε ολόκληρο το συγκρότημα από το σχήμα 2 στις εσοχές του χαλύβδινου μπλοκ από το σχήμα 1. Σε αυτό το στάδιο, ο δίσκος από καουτσούκ θα βρίσκεται σε επαφή με το κυλινδρικό ύψωμα (η κίτρινη έλλειψη στο σχήμα 1). Πιέστε προς τα κάτω το συγκρότημα του σχήματος 2 από πάνω με μέτρια δύναμη για 2-3 λεπτά. Ο συγκολλητικός δεσμός θα πρέπει τότε να είναι αρκετά σταθερός για το επόμενο βήμα.

VI. Επαναλάβετε αυτά τα βήματα έως ότου κατασκευαστεί ολόκληρη η διάταξη χαλύβδινος κύλινδρος - ελαστομερής δίσκος - χαλύβδινος κύλινδρος - ελαστομερής δίσκος - χαλύβδινος κύλινδρος. Λάβετε υπόψη σας να εφαρμόζετε πάντα την κόλλα στη μεταλλική επιφάνεια για να αποφύγετε τη γρήγορη σκλήρυνσή της στην επιφάνεια του ελαστομερούς.

VII. Αφήστε την κόλλα να σκληρυνθεί για 24 ώρες ώστε η διεπιφανειακή αντοχή να φτάσει στο μέγιστο. Η διαδικασία σκλήρυνσης μπορεί να επιταχυνθεί με την τοποθέτηση της τελικής διάταξης της υποδοχής δείγματος διάτμησης σε φούρνο σε θερμοκρασίες που κυμαίνονται από 30°C έως 70°C.

VIII. Τυχόν περίσσεια κόλλας που έχει παραμείνει στην εξωτερική επιφάνεια πρέπει να αφαιρεθεί με λείανση με λεπτόκοκκο γυαλόχαρτο. Αυτό εγγυάται ότι κανένα υπόλειμμα κόλλας δεν θα επηρεάσει τη δυσκαμψία του τμήματος δείγματος ελαστομερούς κατά τη διάρκεια του πειράματος διάτμησης.

γ) Προετοιμασία της υποδοχής του δείγματος για τη μέτρηση διόρθωσης της δυσκαμψίας

I. Το εργαλείο ευθυγράμμισης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εξωτερική προετοιμασία της υποδοχής δείγματος για τη μέτρηση διόρθωσης δυσκαμψίας με τον κύλινδρο από χάλυβα (βλέπε σχήμα 3).

II. Τοποθετήστε τον χαλύβδινο κύλινδρο που χρησιμοποιείται για τη διόρθωση δυσκαμψίας και σφίξτε τις βίδες με κατσαβίδι ροπής στερέωσης και τουλάχιστον 1,5 Nm.

III. Εισάγετε και συνδέστε ολόκληρη τη διάταξη της υποδοχής δείγματος με τους άξονες στατικής και δυναμικής δύναμης.

δ) Προετοιμασία της υποδοχής δείγματος για τη μέτρηση του δείγματος

Πρώτον, ξεβιδώστε τα μπροστινά μέρη που συγκρατούν τον χαλύβδινο κύλινδρο στη θέση του και βγάλτε τον. Στη συνέχεια, τοποθετήστε το προετοιμασμένο δείγμα διπλής διάτμησης όσο το δυνατόν πιο κεντρικά και ασφαλίστε το βιδώνοντας ξανά τα μπροστινά μέρη.

ε) Ορισμός του δείγματος μέτρησης με το λογισμικό Eplexor^® 9

Σε αυτή την περίπτωση επιλέγεται το ίδιο αρχείο προτύπου τηγανιού όπως και για τη μέτρηση της διόρθωσης της υποδοχής δείγματος, καθώς το φαινόμενο Payne μετράται σε στατική/δυναμική σάρωση. Ως εκ τούτου, είναι κατάλληλη η ακόλουθη ρύθμιση όπως φαίνεται στην εικόνα 4. Εδώ, οι παράμετροι για τις δυναμικές ταλαντώσεις είναι συνήθως ελεγχόμενες από την τάση και όχι από τη δύναμη. Η κατανομή των σημείων μέτρησης επιλέγεται λογαριθμικά, καθώς τα διαγράμματα δεδομένων της μέτρησης εμφανίζονται συμβατικά με λογαριθμικό άξονα x.

Σημειώστε ότι όσο υψηλότερη είναι η μέγιστη δυναμική παραμόρφωση, τόσο πιο πιθανό είναι να σπάσει η κόλλα στη διεπιφάνεια μεταξύ ελαστομερούς και χάλυβα, ακυρώνοντας έτσι τυχόν περαιτέρω εκτελέσεις. Η μέγιστη δυνατή δυναμική διάτμηση που εφαρμόζεται στο δείγμα περιορίζεται από τη μέγιστη παραμόρφωση του ελατηρίου λεπίδας από πολυμερές ενισχυμένο με ίνες άνθρακα.

Ξεκινήστε τη μέτρηση μέσω του πίνακα "Load & Go" στο λογισμικό Eplexor^® 9.

Αποτελέσματα

Στη συνέχεια, παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των μετρήσεων που πραγματοποιήθηκαν σε μια ένωση ελαστομερούς EPDM70. Διερευνήθηκαν τόσο το φαινόμενο Payne όσο και το φαινόμενο Mullins.

α) Φαινόμενο Payne

Οι παράμετροι μέτρησης που χρησιμοποιήθηκαν για τη μέτρηση του φαινομένου Mullins συνοψίζονται στον πίνακα 1.

Στο σχήμα 5 παρουσιάζονται το μέτρο αποθήκευσης διάτμησης των ιξωδοελαστικών μεγεθών, G', και ο συντελεστής απωλειών, tan δ, συναρτήσει του δυναμικού πλάτους διάτμησης από 0,04% έως 100%.

Οι δοκιμές πραγματοποιήθηκαν με τη χρήση διαφορετικών τύπων σάρωσης. Ο τύπος σάρωσης "προς τα πάνω" σημαίνει ότι το δυναμικό πλάτος θα σαρώνεται από ±0,04% έως ±100%- "προς τα κάτω" σημαίνει από ±100% πίσω στο ±0,04%.

Η αρχική καμπύλη αντιπροσωπεύει τα μετρούμενα δεδομένα για το παρθένο δείγμα. Σε χαμηλές τιμές διάτμησης, δηλ. στη γραμμική ιξωδοελαστική κατάσταση για το μη κατεστραμμένο ελαστομερές μίγμα, το μέτρο αποθήκευσης διάτμησης στους 30°C είναι περίπου 6 MPa. Το τέλος του γραμμικού ιξωδοελαστικού καθεστώτος βρίσκεται ήδη σε δυναμική διάτμηση 0,1%. Από αυτό το σημείο και μετά, το υλικό αρχίζει να μαλακώνει λόγω της διάσπασης του δικτύου πληρωτικού υλικού-πλήρωσης. Σε πλάτος διάτμησης 100%, το G' μειώνεται σε περίπου 2 MPa - μια τιμή μόλις το 1/3 της παρθένας κατάστασης. Ομοίως, το tan δ στην παρθένα κατάσταση είναι περίπου 0,1 και βρίσκεται περίπου στο 0,135 για δυναμική διάτμηση 100%. Ενδιάμεσα, μπορεί να παρατηρηθεί ένα μέγιστο στο tan δ περίπου στο 4% που αντιστοιχεί σε ένα μέγιστο στην απαγωγή θερμότητας ή στην απόσβεση για αυτό το ελαστικό μείγμα.

Πίνακας 1: Επισκόπηση των παραμέτρων που χρησιμοποιήθηκαν για τις μετρήσεις του φαινομένου Payne με το High-Force DMA

Κατά τη διάρκεια των επακόλουθων σαρώσεων προς τα κάτω, παρατηρείται σαφής συμπεριφορά υστέρησης από την αρχική σάρωση προς τα πάνω. Το μέτρο αποθήκευσης και ο συντελεστής απωλειών μετατοπίζονται σε χαμηλότερες και υψηλότερες τιμές, αντίστοιχα. Επιπλέον, η μέγιστη τιμή του tan δ μετατοπίζεται ελαφρώς προς χαμηλότερα δυναμικά πλάτη διάτμησης. Η αλλαγή αυτή οφείλεται στη βλάβη του δικτύου πληρωτικού υλικού που προκλήθηκε από τις υψηλές δυναμικές διατμήσεις που επιβλήθηκαν στο δείγμα κατά τη διάρκεια της δοκιμής.

Είναι σημαντικό ότι αυτή η βλάβη και οι συνέπειές της ανιχνεύονται επίσης κατά τη διάρκεια των υπόλοιπων ανοδικών και καθοδικών σαρώσεων. Το μέτρο αποθήκευσης και ο συντελεστής απωλειών παραμένουν στο ίδιο επίπεδο από την πρώτη σάρωση προς τα κάτω μετά τη δυναμική φόρτιση του δείγματος σε διάτμηση 100% για πρώτη φορά.

β) Φαινόμενο Mullins

Οι παράμετροι μέτρησης που χρησιμοποιήθηκαν για τη μέτρηση του φαινομένου Mullins συνοψίζονται στον πίνακα 2.

Στο Σχήμα 6 παρουσιάζονται τα διαγράμματα τάσεων-παραμορφώσεων δύο διαφορετικών δειγμάτων EPDM70 και με τους πέντε κύκλους φόρτισης και αποφόρτισης. Κατά τη διάρκεια αυτών των κύκλων, είναι εμφανής η μη γραμμική ιξωδοελαστική και παραμορφωσι-αποδυνάμωση συμπεριφορά του γεμισμένου ελαστομερούς.

Όταν το δείγμα φορτίζεται για πρώτη φορά σε μια ορισμένη μέγιστη τιμή παραμόρφωσης, ακολουθεί την αρχική καμπύλη. Κατά την αποφόρτιση, παρατηρείται σημαντική μείωση του επιπέδου της τάσης για την ίδια προηγούμενη τάση, με αποτέλεσμα την υστέρηση στο διάγραμμα τάσης-παραμόρφωσης. Σε αυτό το σημείο, δεν είναι δυνατόν να γίνει διάκριση μεταξύ ενός καθαρά ιξωδοελαστικού φαινομένου, όπως καταδείχθηκε σε προηγούμενο Σημείωμα Εφαρμογής [3] για ένα αερογέλο με βάση τον άνθρακα, και πρόσθετων επιζήμιων φαινομένων, όπως το φαινόμενο Mullins. Η διαφορά γίνεται εμφανής μόνο με τον δεύτερο κύκλο φόρτισης μέχρι την ίδια μέγιστη τιμή παραμόρφωσης όπως στον προηγούμενο κύκλο. Εάν τα επίπεδα τάσεων είναι χαμηλότερα για τον δεύτερο κύκλο από ό,τι για τον πρώτο κύκλο, τότε επήλθε βλάβη. Μόλις ξεπεραστεί η μέγιστη παραμόρφωση του προηγούμενου κύκλου, η καμπύλη τάσης-παραμόρφωσης ακολουθεί και πάλι την αρχική καμπύλη μέχρι τη νέα μέγιστη παραμόρφωση του τρέχοντος κύκλου.

Πίνακας 2: Επισκόπηση των παραμέτρων που χρησιμοποιήθηκαν για τις μετρήσεις του φαινομένου Mullins με το DMA υψηλής δύναμης.

Σημασία των αποτελεσμάτων Payne και Mullins στηνΒιομηχανία Καουτσούκ

Τα γεμισμένα ελαστομερή, ανεξάρτητα από το αν περιέχουν αιθάλη ή πυρίτιο, διαδραματίζουν θεμελιώδη ρόλο στη βιομηχανία καουτσούκ. Καθώς τα φαινόμενα Payne και Mullins εκδηλώνονται ως αλλαγή στις (δυναμικές) μηχανικές ιδιότητες των πληρωμένων ελαστομερών υλικών, είναι υψίστης σημασίας να κατανοηθούν οι επιπτώσεις στις ιδιότητες του προϊόντος κατά τη διάρκεια της χρήσης.

Σε πολλές πραγματικές εφαρμογές, κατά τη διάρκεια της ζωής ενός προϊόντος συμβαίνουν υψηλές δυναμικές παραμορφώσεις ή πολλαπλοί κύκλοι φόρτισης και αποφόρτισης - αυτό συμβαίνει, για παράδειγμα, με τους υαλοκαθαριστήρες παρμπρίζ μετά από αρκετούς κύκλους, τα ελαστικά μετά από αρκετές στροφές ή τα αμορτισέρ από καουτσούκ. Συνεπώς, αυτά υπόκεινται στις συνέπειες των φαινομένων Payne και Mullins. Αυτή η μεταβολή των ιξωδοελαστικών ιδιοτήτων σχετίζεται με διάφορες σχετικές ιδιότητες, όπως η αντίσταση κύλισης των ελαστικών μέσω της μεταβολής του συντελεστή απωλειών ή η ικανότητα απόσβεσης των δακτυλίων.

NETZSCH Τα DMA υψηλής δύναμης σας επιτρέπουν να ποσοτικοποιήσετε με ακρίβεια την έκταση των φαινομένων Payne και Mullins στο υλικό σας και έτσι να κατασκευάσετε ελαστικά υψηλότερης ποιότητας και να προβλέψετε καλύτερα την απόδοση των τελικών σας προϊόντων.