Γλωσσάριο
Επίδραση Mullins
Το φαινόμενο Mullins περιγράφει ένα φαινόμενο τυπικό για τα υλικά από καουτσούκ.
Εάν καταγραφεί μια καμπύλη τάσης-παραμόρφωσης για ένα δείγμα ταινίας, με τη βοήθεια ενός προγράμματος όπως το Universal Test Program του NETZSCH DMA Eplexor®®, μπορεί να παρατηρηθεί το λεγόμενο φαινόμενο Mullins - το οποίο δεν πρέπει να συγχέεται με το φαινόμενο Payne.
Πότε εμφανίζεται το φαινόμενο Mullins
Η διαστολή του δείγματος με σταθερό ρυθμό παραμόρφωσης - για παράδειγμα, από το αρχικό σημείο έως το τελικό σημείο της καμπύλης 3 (σχήμα 1) - έχει ως αποτέλεσμα την αύξηση της τάσηςεντός αυτού του διαστήματος. Εάν η παραμόρφωση σταματήσει στο τέλος της καμπύλης 3 και το δείγμα "επιστρέψει" στην αρχική του κατάσταση με τον ίδιο ρυθμό παραμόρφωσης, η τάση παίρνει διαφορετική πορεία (καμπύλη 4).
Εάν στη συνέχεια το δείγμα διασταλεί και πάλι (με τον ίδιο ρυθμό παραμόρφωσης όπως πριν), τότε μέχρι το τέλος της καμπύλης 5 παρατηρείται μια "ενδιαφέρουσα" συμπεριφορά, που περιγράφεται από το φαινόμενο Mullins:
Με την αύξηση της παραμόρφωσης, η τάση τρέχει πρώτα κατά μήκος της καμπύλης 4 και στη συνέχεια ακολουθεί την πορεία της καμπύλης 5 μέχρι το τελικό σημείο της πορείας 5. Η αντιστροφή του ρυθμού παραμόρφωσης οδηγεί και πάλι σε μια ακόμη νέα πορεία της τάσης, που περιγράφεται σε αυτό το παράδειγμα από την καμπύλη 6.


Τι συμβαίνει, όμως, σε μοριακό επίπεδο
Εάν ένα δείγμα εφελκυσμού ή ταινίας υποβληθεί σε μακροσκοπικές τάσεις, οι διασυνδεδεμένες πολυμερικές αλυσίδες εντός του υλικού θα "τεντωθούν" (σχήμα 2).
Μακροσκοπικά, τα δείγματα επιμηκύνονται έτσι σημαντικά.
Τα πληρωτικά υλικά, όπως η αιθάλη, τα οποία σχηματίζουν τις λεγόμενες "συστάδες" μέσα στο πολυμερές δίκτυο, διασπώνται και έτσι μειώνεται η μηχανική τους αντοχή στην εφαρμοζόμενη παραμόρφωση. Στη λεγόμενη "παρθένα" κατάσταση, για δείγματα χωρίς μηχανική καταπόνηση - δηλ. το μη καταπονημένο πολυμερές δίκτυο και οι μη καταπονημένες "συστάδες" - η δυσκαμψία του υλικού είναι υψηλή.
Αντίστοιχα απαιτείται υψηλή δύναμη ή τάση για να διαχωριστεί το δείγμα (καμπύλη 3). Αυτή η μερική καταστροφή της "συστάδας" είναι ο λόγος για τον οποίο η δύναμη που απαιτείται κατά τον κύκλο αποφόρτισης (καμπύλη 4) είναι σημαντικά χαμηλότερη. Εάν η κατεύθυνση της φόρτισης αντιστραφεί και πάλι όπως περιγράφεται παραπάνω, η καμπύλη τάσης-παραμόρφωσης κινείται αρχικά κατά μήκος της καμπύλης 4.
Όλες οι δομές της συστάδας που έχουν καταστραφεί μέχρι να επιτευχθεί το τελικό σημείο της καμπύλης 3 εντός της πρώτης διαδρομής, παραμένουν, φυσικά, καταστραμμένες.
Γι' αυτό το λόγο το διάγραμμα τάσης-παραμόρφωσης ακολουθεί και πάλι την καμπύλη του τμήματος 4. Μόνο η συνεχής αύξηση της τάσης, και πάλι σε συνδυασμό με τη συνεχή αύξηση της δύναμης, οδηγεί σε επανάληψη της μερικής καταστροφής και διασπά περαιτέρω τις συστάδες που εξακολουθούν να υπάρχουν.
Το μέγεθος των συστάδων που υφίστανται καταστροφή συνεχίζει να μειώνεται με την αύξηση της τάσης. Κατ' αρχάς, βέβαια, οι "συστάδες" large, οι οποίες εξακολουθούν να υπάρχουν στο δείγμα σε "παρθένα" κατάσταση κατά την έναρξη της δοκιμής τάσης-παραμόρφωσης, υπόκεινται σε καταστροφή κατά τη διάρκεια του πειράματος. Μόνο σε υψηλότερα επίπεδα καταπόνησης οι συστάδες smaller υφίστανται επίσης περαιτέρω μερική καταστροφή.
