O que são elastômeros técnicos?

Os elastômeros técnicos apresentam excelente comportamento elástico. Eles podem ser repetidamente deformados e retornar quase ao seu comprimento original após o alívio mecânico. Dependendo do tipo, os elastômeros técnicos podem armazenar ou dissipar com eficiência, ou seja, transformar, a energia mecânica. É por isso que eles são usados em muitas aplicações de controle de VibraçãoUm processo mecânico de oscilação é chamado de vibração. A vibração é um fenômeno mecânico em que ocorrem oscilações em torno de um ponto de equilíbrio. Em muitos casos, a vibração é indesejável, desperdiçando energia e criando sons indesejados. Por exemplo, os movimentos vibratórios de motores, motores elétricos ou qualquer dispositivo mecânico em operação geralmente são indesejados. Essas vibrações podem ser causadas por desequilíbrios nas peças rotativas, atrito desigual ou engrenagem dos dentes da engrenagem. Projetos cuidadosos geralmente minimizam as vibrações indesejadas.vibração, como em pneus, absorvedores de VibraçãoUm processo mecânico de oscilação é chamado de vibração. A vibração é um fenômeno mecânico em que ocorrem oscilações em torno de um ponto de equilíbrio. Em muitos casos, a vibração é indesejável, desperdiçando energia e criando sons indesejados. Por exemplo, os movimentos vibratórios de motores, motores elétricos ou qualquer dispositivo mecânico em operação geralmente são indesejados. Essas vibrações podem ser causadas por desequilíbrios nas peças rotativas, atrito desigual ou engrenagem dos dentes da engrenagem. Projetos cuidadosos geralmente minimizam as vibrações indesejadas.vibração em veículos motorizados e ferroviários, correias transportadoras, vedações, mangueiras etc.

Comportamento visco-elástico

Os elastômeros técnicos podem ser carregados de forma estática ou dinâmica, ou ambas ao mesmo tempo. No caso de uma carga estática, a carga é constante ao longo do tempo e geralmente proporcional ao seu próprio peso. A carga dinâmica, entretanto, é uma função do tempo e é imposta externamente (passiva) ou definida por um acionamento (ativa). As cargas dinâmicas são causadas, por exemplo, por influências externas, como terremotos, ondas do mar ou ventos fortes. Elas também ocorrem em um número large de sistemas técnicos como resultado da movimentação periódica de massas. As propriedades viscoelásticas dos compostos de elastômero em diferentes temperaturas e frequências são determinadas por meio da análise dinâmico-mecânica (DMA). Os sistemas de DMA são projetados para controle de qualidade, materiais, liberação de produtos e desenvolvimento de materiais. Para cargas estático-dinâmicas, as cargas estáticas são definidas primeiro e, em seguida, a carga dinâmica é variada para cada carga estática. Dessa forma, a amostra é submetida a uma carga mecânica com variação sinusoidal de frequência constante e amplitude constante.

DMA GABO Eplexor^® - 2 unidades independentes

A principal característica dos sistemas DMA GABO Eplexor^® é a geração/configuração independente de cargas estáticas e dinâmicas. A pré-carga estática é gerada por um servomotor e introduzida na amostra por meio do transdutor de força e do suporte da amostra. A carga dinâmica é gerada por um oscilador eletrodinâmico e também é transferida para a amostra. Embora o uso de dois acionamentos independentes exija maior esforço técnico, ele também resulta em uma flexibilidade de uso significativamente maior.

Carga estática e dinâmica

Em contraste com os experimentos de cisalhamento, é absolutamente obrigatório que, nos testes de carga de EstirpeA deformação descreve uma deformação de um material, que é carregado mecanicamente por uma força ou estresse externo. Os compostos de borracha apresentam propriedades de deformação se uma carga estática for aplicada.tensão, compressão e flexão, a pré-carga estática seja maior do que a carga dinâmica. Essa restrição se deve ao fato de que uma amostra de tração pode se deformar sob cargas de tração alternadas se a amplitude da carga dinâmica exceder o componente da carga estática. Cargas de pressão alternadas resultam em uma perda temporária de contato entre a amostra e o suporte da amostra. Nesse caso, não é possível realizar testes corretos e livres de artefatos.

"Permitir carga alternada"

Em algumas aplicações, como correias transportadoras de borracha, correias de acionamento ou rolamentos de borracha e metal, podem ocorrer desvios da regra acima - de que a pré-carga estática deve ser maior do que a carga dinâmica real - na prática, se a flambagem ou a elevação forem evitadas por outras medidas técnicas. Por meio do parâmetro "Allow Alternating Load" (Permitir carga alternada), a restrição de que uma amplitude dinâmica deve ser smallmaior do que a carga estática é removida, se necessário. Nesse modo, portanto, também é possível simular exatamente a situação de carga da respectiva aplicação (consulte a figura 1). Para essas condições de carga, geralmente são recomendadas amostras curtas e grossas, pois elas não tendem a "inchar" como as amostras longas e finas.

Efeito do pagamento de vulcanisatos SBR preenchidos com negro de fumo

A Figura 2 mostra o exemplo de uma varredura de carga dinâmica sob EstirpeA deformação descreve uma deformação de um material, que é carregado mecanicamente por uma força ou estresse externo. Os compostos de borracha apresentam propriedades de deformação se uma carga estática for aplicada.tensão de tração para uma amostra de SBR preenchida com Preto carbonoA temperatura e a atmosfera (gás de purga) afetam os resultados da mudança de massa. Ao alterar a atmosfera, por exemplo, de nitrogênio para ar durante a medição de TGA, é possível separar e quantificar os aditivos, por exemplo, o negro de fumo, e o polímero em massa.negro de fumo. A medição foi realizada à temperatura ambiente e a uma frequência de 10 Hz. No primeiro teste, a amplitude da deformação dinâmica foi aumentada gradualmente de 0,05% para 10% (curva azul); no segundo teste, isso foi feito de forma inversa e a amplitude dinâmica foi reduzida gradualmente de 10% para a amplitude inicial de 0,05% (curva vermelha). Uma pré-deformação estática não foi aplicada aqui. O Módulo elásticoO módulo complexo (componente elástico), módulo de armazenamento ou G', é a parte "real" das amostras, o módulo complexo geral. Esse componente elástico indica a resposta do tipo sólido, ou em fase, da amostra que está sendo medida. módulo de elasticidade |E*| diminui com o aumento da amplitude de deformação (figura 2, curva azul). A dependência do Elasticidade e módulo de elasticidadeA elasticidade da borracha ou elasticidade de entropia descreve a resistência de qualquer sistema de borracha ou elastômero contra uma deformação ou tensão aplicada externamente. módulo de armazenamento em relação à amplitude de deformação para elastômeros preenchidos também é conhecida como Efeito PayneO efeito Payne é a diminuição do sistema de elastômero preenchido e de ligação cruzada com o aumento da amplitude de deformação.efeito Payne.

O Efeito Mullins

Com a diminuição da amplitude da deformação (figura 2, curva vermelha), |E*| aumenta, mas não atinge a inclinação da curva "virgem" (curva azul). Esse efeito de amolecimento da EstirpeA deformação descreve uma deformação de um material, que é carregado mecanicamente por uma força ou estresse externo. Os compostos de borracha apresentam propriedades de deformação se uma carga estática for aplicada.tensão é conhecido como Efeito MullinsO efeito Mullins descreve um fenômeno típico dos materiais de borracha.efeito Mullins. Mudanças reversíveis e irreversíveis na matriz do polímero, na estrutura de reticulação e na rede de preenchimento durante a carga são responsáveis por esse comportamento. Algumas causas incluem a dessorção de seções de cadeia adsorvidas da superfície do material de enchimento, a quebra dos pontos de reticulação e/ou o colapso da aglomeração do material de enchimento sob a influência do EstresseA tensão é definida como um nível de força aplicado a uma amostra com uma seção transversal bem definida. (Tensão = força/área). As amostras com seção transversal circular ou retangular podem ser comprimidas ou esticadas. Materiais elásticos, como a borracha, podem ser esticados até 5 a 10 vezes seu comprimento original.estresse mecânico.

Resumo

A flexibilidade do DMA GABO Eplexor^® por meio de seus acionamentos independentes permite a realização de uma grande variedade de condições de teste a partir de aplicações práticas em um ambiente de laboratório, como mostra o exemplo acima de variação de deformação dinâmica. Saiba mais sobre o nosso DMA GABO Eplexor^® aqui!