Glossario
Effetto Mullins
L'effetto Mullins descrive un fenomeno tipico dei materiali in gomma.
Se si registra una curva di sollecitazione-deformazione per un campione di nastro, per mezzo di un programma come l'Universal Test Program di NETZSCH DMA Eplexor®®, si può osservare il cosiddetto effetto Mullins, da non confondere con l'Effetto PayneL'effetto Payne è la diminuzione della resistenza di un sistema di elastomeri riempiti e reticolati all'aumentare dell'ampiezza della deformazione.effetto Payne.
Quando si verifica l'effetto Mullins?
L'espansione del campione a una velocità di deformazione costante - ad esempio, dal punto iniziale al punto finale della curva 3 (figura 1) - determina un aumento della sollecitazioneall'interno di questo intervallo. Se la deformazione viene interrotta alla fine della curva 3 e il campione "ritorna" allo stato iniziale alla stessa velocità di deformazione, la sollecitazione assume un andamento diverso (curva 4).
Se poi il campione viene nuovamente espanso (alla stessa velocità di deformazione di prima), alla fine della curva 5 si può notare un comportamento "intrigante", descritto dall'effetto Mullins:
Con l'aumento della deformazione, la sollecitazione corre prima lungo la curva 4 e poi segue l'andamento della curva 5 fino al punto finale di quest'ultima. L'inversione della velocità di deformazione porta a un altro nuovo andamento della sollecitazione, descritto in questo esempio dalla curva 6.
Cosa sta succedendo, però, a livello molecolare?
Se un provino in trazione o a strisce viene sottoposto a sforzi macroscopici, le catene polimeriche reticolate all'interno del materiale vengono "allungate" (figura 2).
Macroscopicamente, i campioni si allungano in modo significativo.
Riempitivi come ilNero carboneLa temperatura e l'atmosfera (gas di lavaggio) influiscono sui risultati della variazione di massa. Cambiando l'atmosfera, ad esempio da azoto ad aria, durante la misurazione TGA, è possibile separare e quantificare gli additivi, ad esempio il nerofumo, e il polimero in massa. nero di carbonio, che formano i cosiddetti "cluster" all'interno della rete polimerica, si rompono e quindi riducono la resistenza meccanica alla deformazione applicata. Nel cosiddetto stato "vergine", per i campioni non sollecitati meccanicamente - cioè la rete polimerica non sollecitata e i "cluster" non sollecitati - la rigidità del materiale è elevata.
Di conseguenza, è necessaria una forza o una sollecitazione elevata per separare il campione (curva 3). Questa parziale distruzione del "cluster" è il motivo per cui la forza richiesta durante il ciclo di scarico (curva 4) è notevolmente inferiore. Se la direzione del carico viene nuovamente invertita, come descritto in precedenza, la curva di sollecitazione-deformazione si sviluppa inizialmente lungo la curva 4.
Tutte le strutture a grappolo che sono state distrutte quando è stato raggiunto il punto finale della curva 3 durante la prima corsa, rimangono ovviamente distrutte.
Per questo motivo, il diagramma sollecitazione-deformazione segue nuovamente la curva del segmento 4. È solo un continuo aumento della deformazione, sempre in relazione a un continuo aumento della forza, che porta a una ripetizione della distruzione parziale e a un'ulteriore disgregazione degli ammassi ancora esistenti.
Le dimensioni degli ammassi che vengono distrutti continuano a diminuire con l'aumentare della deformazione. In primo luogo, naturalmente, i "cluster" di large, che sono ancora presenti nel campione in uno stato "vergine" all'inizio della prova di Lo stressLa sollecitazione è definita come un livello di forza applicato su un campione con una sezione trasversale ben definita. (Sollecitazione = forza/area). I campioni con sezione trasversale circolare o rettangolare possono essere compressi o allungati. I materiali elastici come la gomma possono essere allungati fino a 5-10 volte la loro lunghezza originale.stress-strain, sono soggetti a distruzione durante l'esperimento. Solo a livelli di deformazione più elevati, anche i cluster di smaller subiscono un'ulteriore parziale distruzione.
