Sözlük
Payne Etkisi
Payne etkisi, artan deformasyon genliği ile dolgulu, çapraz bağlı bir elastomer sisteminin karmaşık modülündeki azalmadır.
Numune sinüzoidal olarak deforme edilirse, gerinim gerilmeyi bir zaman gecikmesi ile takip eder. Kayma modülündeki azalma doğrusal olmayan bir davranış gösterir ve esasen dolgu maddesi-dolgu maddesi etkileşimine atfedilebilir (bkz. Şekil 1). Farklı etkiler elastomerin genel mukavemetine katkıda bulunur:
Dolgusuz kauçuk ağının modülü
(Dolgusuz) kauçuk ağın kauçuk matrisinin toplam sertliğe katkısı genlikten bağımsızdır.
Dolgu partiküllerinin hidrodinamik etkisi
Dolgu partiküllerinin hidrodinamik etkisi (örneğin large karbon siyahı partikülleri N8 ... N9 nedeniyle):
Elastik olmayan dolgu partikülleri uzamaya katılmaz ve uygulanan makroskopik gerilmeye kıyasla daha yüksek içsel polimer gerilmesine neden olur. Bu etki hacim dolum seviyesine bağlıdır, ancak yük genliğinden bağımsızdır ve genel sertliğe önemli bir katkı sağlar.
Kauçuk içi yapılar
Dolgu maddesi/matris etkileşimleri vardır (örneğin small ile medium arasındaki N1..., N2..., N5... dolgu maddesi kümeleri nedeniyle)
Dolgumaddesi-matris etkileşimleri:
Kauçuğun parçaları dolgu maddesi yapısında hareketsizleştirilir. Bu immobilizasyon, genlikten bağımsız olarak genel sertliğe de katkıda bulunur.
Dolgu-dolgu etkileşimleri
Dolgu maddesi-dolgu maddesi etkileşimi, modüldeki düşüşten esasen sorumludur. Mekanik yük nedeniyle karbon siyahı aglomeraları (kümeleri) kırılır ve bu da sertliğin azalmasına neden olur. Aktif karbon siyahı veya silika, polimer matrisi içinde bir dolgu-dolgu ağı oluşturarak small genliklerine karşı yüksek direnç sağlayabilir. Genlik çok artarsa large bu ağ parçalanır ve sonuç olarak G* modülü büyük ölçüde azalır. large deformasyonları için, dolgu-dolgu ağının karmaşık modüle katkısı neredeyse kaybolur.
Modüldeki azalma doğrusal değildir. Bu doğrusal olmayan durum, dolgu ağının bozunması sırasında meydana gelen histerezis kayıplarının yanı sıra dolgu ağında hapsolmuş polimerin serbest kalmasından kaynaklanır ve bu da daha sonra tekrar uzamaya katkıda bulunabilir.
