用語集

ペイン効果

ペイン効果とは、充填された架橋エラストマー系の複素弾性率()が、変形振幅の増加に伴って減少することである。

試料を正弦波状に変形させた場合、ひずみは時間遅れを 伴いながら応力に追随します。せん断弾性率の減少は非線形挙動を示し、本質的にはいわゆるフィラー-フィラー相互作用に起因する(図1参照)。エラストマー全体の強度には、さまざまな効果が寄与している:

異なるせん断振幅におけるエラストマーのせん断弾性率の変化を示すペイン効果の模式図。
図1:アンドレ・ヴェーマイヤー(VKRT、2008年2月)によるペイン効果の模式図
未充填ゴム網の弾性率

全剛性に対する(未充填)ゴム網のゴムマトリックスの寄与は、振幅に依存しない。

充填材粒子の流体力学的効果

充填剤粒子の流体力学的効果(例えば、large カーボンブラック粒子N8 ... N9による):

非弾性フィラー粒子は伸びに関与せず、加えられる巨視的ひずみと比較して、より高いポリマー固有ひずみを引き起こす。この効果は体積充填量に依存するが、荷重振幅には依存せず、全体の剛性に大きく寄与する。

ゴム内部構造

フィラー/マトリックス相互作用がある(例えば、N1...、N2...、N5...を持つフィラークラスターsmall ~medium )。

フィラー-マトリックス相互作用:
ゴムの一部はフィラー構造に固定化されている。この固定化もまた、振幅とは無関係に全体の剛性に寄与する。

フィラー-フィラー相互作用

フィラー-フィラー相互作用は、弾性率の低下に本質的に関与している。機械的負荷により、カーボンブラックの凝集体(クラスター)が破壊され、剛性が低下します。活性なカーボンブラックまたはシリカは、ポリマーマトリックス内でフィラー-フィラーネットワークを形成し、small の振幅に対して高い耐性を提供することができる。振幅が大きくなり過ぎるとlarge 、このネットワークが破壊され、その結果G*弾性率は急激に低下する。large の変形では、複素弾性率に対するフィラー-フィラーネットワークの寄与は事実上消失する。

弾性率の減少は非線形である。この非線形性はヒステリシス損失によるもので、フィラーネットワークの劣化や、フィラーネットワークに捕捉されたポリマーの放出時に発生し、その後再び伸びに寄与する。

明るいワークスペースで、2人のプロフェッショナルがテーブルの上の図表やデータを分析し、1人はタブレットを使い、もう1人はメモを取っている。

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