Fogalomtár
Mullins hatás
A Mullins-hatás a gumi anyagokra jellemző jelenséget írja le.
Ha egy szalagmintára egy olyan programmal, mint például a NETZSCH DMA Eplexor®® univerzális vizsgálati programja, feszültség-nyúlás görbét veszünk fel, megfigyelhető az úgynevezett Mullins-effektus - nem összetévesztendő a Payne-effektussal -.
Mikor jelentkezik a Mullins-hatás?
A minta állandó alakváltozási sebességgel történő tágulása - például a 3. görbe (1. ábra) kezdőpontjától a végpontjáig - a feszültség növekedését eredményeziezen az intervallumon belül. Ha a 3. görbe végén megállítjuk a deformációt, és a minta ugyanolyan deformációs sebességgel "visszatér" a kiindulási állapotba, a feszültség más irányt vesz (4. görbe).
Ha ezt követően a mintát ismét kitágítjuk (ugyanolyan deformációs sebességgel, mint korábban), akkor az 5. görbe végén egy "érdekes" viselkedés figyelhető meg, amelyet a Mullins-hatás ír le:
Növekvő alakváltozással a feszültség először a 4. görbe mentén halad, majd az 5. görbe útját követi az 5. görbe végpontjáig. Az alakváltozási sebesség megfordítása ismét a feszültség egy újabb új pályájához vezet, amelyet ebben a példában a 6. görbe ír le.
Mi történik azonban molekuláris szinten?
Ha egy húzó- vagy szalagmintát makroszkópikus terheléseknek tesznek ki, az anyagban lévő térhálós polimerláncok "megnyúlnak" (2. ábra).
Makroszkópikusan a minták ezáltal jelentősen megnyúlnak.
Az olyan töltőanyagok, mint a SzénfeketeA hőmérséklet és a légkör (tisztítógáz) befolyásolja a tömegváltozási eredményeket. Ha a TGA-mérés során a légkört pl. nitrogénről levegőre változtatjuk, lehetővé válik az adalékanyagok, pl. a korom, és az ömlesztett polimer elválasztása és mennyiségi meghatározása. korom, amelyek a polimerhálózaton belül úgynevezett "klasztereket" alkotnak, széttörnek, és így csökkentik az alkalmazott alakváltozással szembeni mechanikai ellenállást. Az úgynevezett "szűz" állapotban, a mechanikailag feszültségmentes minták - azaz a feszültségmentes polimerhálózat és a feszültségmentes "klaszterek" - esetében az anyag merevsége magas.
Ennek megfelelően nagy erő vagy feszültség szükséges a minta széthúzásához (3. görbe). A "klaszter" részleges megsemmisülése az oka annak, hogy a tehermentesítési ciklus során szükséges erő (4. görbe) lényegesen kisebb. Ha a terhelés irányát a fent leírtak szerint ismét megfordítjuk, a feszültség-alakváltozás görbe kezdetben a 4. görbe mentén halad.
Minden olyan klaszterszerkezet, amely az első futás során a 3. görbe végpontjának eléréséig tönkrement, természetesen tönkrement marad.
Ezért a feszültség-alakváltozás diagram ismét a 4-es szakasz görbéjét követi. Csak a feszültség folyamatos növekedése, ismét az erő folyamatos növekedésével összefüggésben, vezet a részleges pusztulás megismétlődéséhez, és tovább bontja a még meglévő klasztereket.
A pusztulásnak kitett klaszterek mérete az erőkifejtés növekedésével tovább csökken. Először természetesen azok a large "klaszterek", amelyek a feszültség-hajlítás vizsgálat kezdetén még "szűz" állapotban vannak jelen a mintában, a kísérlet során pusztulásnak vannak kitéve. Csak a nagyobb igénybevétel esetén a kisebb klaszterek is további részleges pusztuláson mennek keresztül.
