Γλωσσάριο

Επίδραση Payne

Το φαινόμενο Payne είναι η μείωση τουσύνθετου μέτρου ενός γεμισμένου, διασυνδεδεμένου ελαστομερούς συστήματος με αυξανόμενο πλάτος παραμόρφωσης.

Εάν το δείγμα παραμορφώνεται ημιτονοειδώς, η παραμόρφωση ακολουθεί την τάση με χρονική καθυστέρηση. Η μείωση του μέτρου διάτμησης παρουσιάζει μη γραμμική συμπεριφορά και μπορεί ουσιαστικά να αποδοθεί στη λεγόμενη αλληλεπίδραση πληρωτικού υλικού-πληρωτικού υλικού (βλ. Σχήμα 1). Διαφορετικές επιδράσεις συμβάλλουν στη συνολική αντοχή του ελαστομερούς:

Συντελεστής του μη γεμισμένου δικτύου καουτσούκ

Η συμβολή της ελαστικής μήτρας του (μη γεμισμένου) ελαστικού δικτύου στη συνολική δυσκαμψία είναι ανεξάρτητη από το πλάτος.

Υδροδυναμική επίδραση των σωματιδίων πλήρωσης

Υδροδυναμική επίδραση των σωματιδίων πληρωτικού υλικού (π.χ. λόγω large σωματιδίων αιθάλης N8 ... N9):

Τα ανελαστικά σωματίδια πλήρωσης δεν συμμετέχουν στην επιμήκυνση και προκαλούν υψηλότερη ενδογενή παραμόρφωση του πολυμερούς σε σύγκριση με την εφαρμοζόμενη μακροσκοπική παραμόρφωση. Το φαινόμενο αυτό εξαρτάται από το επίπεδο πλήρωσης όγκου, αλλά είναι ανεξάρτητο από το πλάτος του φορτίου και συμβάλλει σημαντικά στη συνολική δυσκαμψία.

Δομές εντός ελαστικού

Υπάρχουν αλληλεπιδράσεις μεταξύ πληρωτικού υλικού και μήτρας (π.χ. λόγω small έως medium συστάδες πληρωτικού υλικού με N1..., N2..., έως N5...)

Αλληλεπιδράσεις μεταξύ πληρωτικού υλικού και μήτρας:
Μέρη του καουτσούκ ακινητοποιούνται στη δομή του πληρωτικού υλικού. Αυτή η ακινητοποίηση συμβάλλει επίσης στη συνολική δυσκαμψία ανεξάρτητα από το εύρος.

Αλληλεπιδράσεις πληρωτικού υλικού με πληρωτικό υλικό

Η αλληλεπίδραση πληρωτικού υλικού-πληρωτικού υλικού είναι ουσιαστικά υπεύθυνη για τη μείωση του μέτρου ελαστικότητας. Λόγω του μηχανικού φορτίου, τα συσσωματώματα (clusters) αιθάλης διασπώνται, με αποτέλεσμα τη μείωση της δυσκαμψίας. Η ενεργή αιθάλη ή το διοξείδιο του πυριτίου μπορούν να σχηματίσουν ένα δίκτυο πληρωτικού υλικού-πληρωτικού υλικού εντός της πολυμερικής μήτρας, προσφέροντας υψηλή αντίσταση στα πλάτη small. Εάν το πλάτος γίνει πολύ large, το δίκτυο αυτό διασπάται και, ως αποτέλεσμα, το μέτρο ελαστικότητας G* μειώνεται δραστικά. Για παραμορφώσεις large, η συμβολή του δικτύου πληρωτικού υλικού-πλήρωσης στο σύνθετο μέτρο ελαστικότητας ουσιαστικά εξαφανίζεται.

Η μείωση του μέτρου είναι μη γραμμική. Αυτή η μη γραμμικότητα οφείλεται σε απώλειες υστέρησης, που συμβαίνουν κατά την αποδόμηση του δικτύου πληρωτικού υλικού καθώς και στην απελευθέρωση του πολυμερούς που είναι παγιδευμένο στο δίκτυο πληρωτικού υλικού, το οποίο μπορεί στη συνέχεια να συμβάλει και πάλι στην επιμήκυνση.