Glosar
Efectul Mullins
Efectul Mullins descrie un fenomen tipic pentru materialele din cauciuc.
Dacă se înregistrează o curbă tensiune-deformare pentru o probă de bandă, cu ajutorul unui program precum Programul universal de testare al NETZSCH DMA Eplexor®®, se poate observa așa-numitul efect Mullins - a nu se confunda cu Efectul PayneEfectul Payne este scăderea rezistenței unui sistem de elastomeri cu umplutură și legături încrucișate odată cu creșterea amplitudinii de deformare.efectul Payne.
Când apare efectul Mullins?
Extinderea probei la o rată de deformare constantă - de exemplu, de la punctul de început până la punctul final al curbei 3 (figura 1) - determină o creștere a tensiuniiîn acest interval. Dacă deformarea este oprită la sfârșitul curbei 3 și eșantionul "revine" la starea sa inițială la aceeași rată de deformare, tensiunea are un curs diferit (curba 4).
Dacă eșantionul este apoi extins din nou (la aceeași rată de deformare ca înainte), la sfârșitul curbei 5 se poate observa un comportament "intrigant", descris de efectul Mullins:
Odată cu creșterea deformării, tensiunea se deplasează mai întâi de-a lungul curbei 4 și apoi urmează cursul curbei 5 până la punctul final al curbei 5. Inversarea din nou a vitezei de deformare conduce la un alt curs nou al tensiunii, descris în acest exemplu de curba 6.
Ce se întâmplă, totuși, la nivel molecular?
Dacă o probă de tracțiune sau de bandă este supusă unor tensiuni macroscopice, lanțurile polimerice reticulate din material vor fi "întinse" (figura 2).
Din punct de vedere macroscopic, probele sunt astfel alungite semnificativ.
Materiile de umplutură, cum ar fi negrul de fum, care formează așa-numitele "clustere" în cadrul rețelei de polimeri, se sparg și reduc astfel rezistența mecanică la deformarea aplicată. În așa-numita stare "virgină", pentru eșantioanele nesolicitate mecanic - și anume, rețeaua polimerică nesolicitată și "clusterele" nesolicitate - rigiditatea materialului este ridicată.
În consecință, este necesară o forță sau o tensiune ridicată pentru a desprinde proba (curba 3). Această distrugere parțială a "clusterului" este motivul pentru care forța necesară în timpul ciclului de descărcare (curba 4) este considerabil mai mică. Dacă direcția de încărcare este inversată din nou, așa cum s-a descris mai sus, curba tensiune-deformare se desfășoară inițial de-a lungul curbei 4.
Toate structurile de grup care au fost distruse în momentul în care punctul final al curbei 3 a fost atins în cadrul primei curbe rămân, desigur, distruse.
Acesta este motivul pentru care diagrama tensiune-deformare urmează din nou curba segmentului 4. Numai o creștere continuă a tensiunii, din nou în legătură cu o creștere continuă a forței, duce la repetarea distrugerii parțiale și descompune și mai mult grupurile care mai există.
Dimensiunea grupurilor care sunt supuse distrugerii continuă să scadă odată cu creșterea tensiunii. În primul rând, bineînțeles, "clusterele" large, care sunt încă prezente în probă într-o stare "virgină" la începutul testului de stres-deformare, sunt supuse distrugerii în timpul experimentului. Doar la niveluri mai ridicate de deformare clusterele mai mici suferă, de asemenea, o distrugere parțială suplimentară.
