Ordlista

Payne-effekten

Payne-effekten är minskningen av den komplexa modulen för ett fyllt, korsbundet elastomersystem med ökande deformationsamplitud.

Om provet deformeras sinusoidalt följer töjningen spänningen med en tidsfördröjning. Minskningen av skjuvmodulen uppvisar ett icke-linjärt beteende och kan i huvudsak hänföras till den så kallade filler-filler-interaktionen (se figur 1). Olika effekter bidrar till elastomerens totala hållfasthet:

Modul för det ofyllda gumminätverket

Bidraget från gummimatrisen i det (ofyllda) gumminätverket till den totala styvheten är oberoende av amplituden.

Hydrodynamisk effekt av fyllnadspartiklar

Hydrodynamisk effekt av fyllnadspartiklarna (t.ex. på grund av large kimrökspartiklar N8 ... N9):

De oelastiska fyllnadspartiklarna deltar inte i töjningen och orsakar en högre inre polymertöjning jämfört med den applicerade makroskopiska töjningen. Denna effekt beror på volymfyllnadsnivån, men är oberoende av belastningsamplituden och är ett betydande bidrag till den totala styvheten.

Strukturer i gummi

Det finns interaktioner mellan fyllmedel och matris (t.ex. på grund av small till medium fyllmedelskluster med N1..., N2..., till N5...)

Interaktioner mellan fyllmedel ochmatris:
Delar av gummit är immobiliserade i fyllmedelsstrukturen. Denna immobilisering bidrar också till den totala styvheten oberoende av amplituden.

Interaktioner mellan fyllmedel och fyllmedel

Interaktionen mellan fyllmedel och fyllmedel är i huvudsak ansvarig för minskningen av modulus. På grund av den mekaniska belastningen bryts kimröksagglomeraten (klustren), vilket resulterar i en minskad styvhet. Aktiv kimrök eller kiseldioxid kan bilda ett nätverk av fyllmedel och fyllmedel i polymermatrisen, vilket ger hög motståndskraft mot small amplituderna. Om amplituden blir för large bryts detta nätverk ned, vilket leder till att G*-modulen minskar drastiskt. För large deformationer försvinner praktiskt taget bidraget från filler-filler-nätverket till den komplexa modulen.

Minskningen av modulen är icke-linjär. Denna icke-linjäritet beror på hysteresförluster, som uppstår vid nedbrytning av filler-nätverket samt frigöring av polymeren som fångats i filler-nätverket, som sedan kan bidra till töjningen igen.