Glosar
Efectul Payne
Efectul Payne este scădereamodulului complex al unui sistem de elastomeri cu umplutură și legături încrucișate odată cu creșterea amplitudinii de deformare.
Dacă proba este deformată sinusoidal, deformația urmează tensiunea cu o întârziere în timp. Scăderea modulului de forfecare prezintă un comportament neliniar și poate fi atribuită în principal așa-numitei interacțiuni umplutură-încărcare (a se vedea figura 1). Diferite efecte contribuie la rezistența generală a elastomerului:
Modulul rețelei de cauciuc fără umplutură
Contribuția matricei de cauciuc a rețelei de cauciuc (fără umplutură) la rigiditatea totală este independentă de amplitudine.
Efectul hidrodinamic al particulelor de umplutură
Efectul hidrodinamic al particulelor de umplutură (de exemplu, datorită large particulelor de negru de fum N8 ... N9):
Particulele de umplutură inelastice nu participă la alungire și provoacă o deformare intrinsecă mai mare a polimerului în comparație cu deformarea macroscopică aplicată. Acest efect depinde de nivelul de umplere a volumului, dar este independent de amplitudinea sarcinii și reprezintă o contribuție semnificativă la rigiditatea globală.
Structuri în interiorul cauciucului
Există interacțiuni material de umplutură/matrice (de exemplu, datorită grupurilor de material de umplutură small la medium cu N1..., N2..., la N5...)
Interacțiuni umplutură-matrice:
Părți din cauciuc sunt imobilizate în structura umpluturii. Această imobilizare contribuie, de asemenea, la rigiditatea generală independentă de amplitudine.
Interacțiunile umplutură-umplutură
Interacțiunea umplutură-încărcătură este în esență responsabilă de scăderea modulului. Datorită sarcinii mecanice, aglomerările de negru de fum (clustere) sunt rupte, ceea ce duce la scăderea rigidității. Negrul de fum activ sau siliciul pot forma o rețea umplutură-încărcare în cadrul matricei polimerice, oferind o rezistență ridicată la amplitudinile small. Dacă amplitudinea devine prea large, această rețea se rupe și, ca urmare, modulul G* scade drastic. Pentru deformările large, contribuția rețelei de umplutură-încărcare la modulul complex practic dispare.
Scăderea modulului nu este liniară. Această neliniaritate se datorează pierderilor prin histerezis, care apar în timpul degradării rețelei de umplutură, precum și eliberării polimerului prins în rețeaua de umplutură, care poate contribui din nou la alungire.
