La relación entre las formulaciones de procesos de caucho y varias propiedades físicas

El caucho, como una especie de material de polímero con elasticidad, aislamiento, impermeabilidad al agua y el aire, se usa ampliamente en todos los aspectos de la industria y la vida. El rendimiento de los productos de caucho depende en gran medida de sus fórmulas de proceso. Este artículo explorará la relación entre las formulaciones de procesos de caucho y las propiedades físicas, como la resistencia a la tracción, la resistencia a la lágrima, la dureza y la resistencia al desgaste.

I. Componentes básicos de las fórmulas de proceso de goma

Las formulaciones de goma contienen una variedad de componentes, también conocidos como agentes compuestos, y cada componente juega un papel diferente en el compuesto de caucho. Los componentes principales incluyen:

Caucho crudo: como material principal de la fórmula, puede ser un solo tipo de caucho o una combinación de múltiples tipos, como caucho natural (NR), caucho de estireno-butadieno (SBR), caucho de nitrilo (NBR), etc. El tipo y el contenido de caucho crudo determinan las características más fundamentales del compuesto de caucho.

2. Sistema de vulcanización: incluye agentes vulcanizantes, aceleradores y agentes activos. Los agentes vulcanizantes como el azufre y los peróxidos causan reticulación entre macromoléculas de caucho, formando una estructura de red tridimensional, lo que mejora las propiedades físicas y mecánicas de la goma, incluida la resistencia y la elasticidad. Los aceleradores aceleran la tasa de vulcanización y acortan el tiempo de vulcanización. Los agentes activos aumentan la actividad de los aceleradores.

3. Reforzamiento y sistema de llenado: agentes de refuerzo como el negro de carbono y la sílice mejoran las propiedades mecánicas del compuesto de caucho, incluida la resistencia a la tracción, el estrés por tracción a una alargamiento dada y la dureza. Los rellenos como el carbonato de arcilla y calcio sirven principalmente para llenar y reducir costos.

4. Sistema de protección: evita que los productos de caucho se degraden o envejecen debido a los efectos de la luz, el calor y el oxígeno durante el almacenamiento y el uso.

5. Ayudas de procesamiento: mejorar la procesabilidad del compuesto de caucho y reducir el consumo de energía, incluidos el aceite operativo, los plastificantes, los homogeneizadores, etc.

6. Sistema de unión: Mejore la unión entre el caucho y los materiales de refuerzo, como el cable de acero y las fibras.

7. Otros componentes: como colorantes, agentes de acoplamiento, agentes antiestáticos, agentes de espuma, etc.

II. La relación entre las fórmulas del proceso de goma y las propiedades físicas

Resistencia a la tracción

La resistencia a la tracción es la máxima capacidad de los productos de caucho para resistir la falla de la tracción y es uno de los indicadores importantes de los productos de caucho. La resistencia a la tracción del caucho está estrechamente relacionada con factores como su estructura, peso molecular y densidad de reticulación. La selección y la dosis del sistema de vulcanización afectan directamente la resistencia a la tracción. Por ejemplo, la vulcanización con el azufre y la regulación de la tasa de vulcanización a través de los aceleradores puede mejorar la resistencia a la tracción. Los agentes de refuerzo como el negro de carbono también tienen un impacto significativo en la resistencia a la tracción. Cuanto más pequeño sea el diámetro del material y cuanto más grande sea la superficie específica, mejor será el rendimiento de refuerzo.

2. Fuerza de la lágrima

La resistencia a la rotura se refiere a la resistencia de los productos de caucho cuando se somete a la fuerza lagrimal. La resistencia a la rotura está estrechamente relacionada con la densidad de reticulación de la goma, el sistema de vulcanización, el sistema de refuerzo y llenado, etc. Los enlaces de polisulfuros y una cantidad apropiada de azufre son beneficiosos para mejorar la resistencia a la desgarro. Los agentes de refuerzo como el negro de carbono y la sílice también pueden mejorar significativamente la resistencia a la lágrima.

3. Dureza y estrés por tracción en una alargamiento dada

La dureza y el estrés por tracción en un alargamiento dado son indicadores importantes de la rigidez de los materiales de caucho. Con el aumento de la densidad de reticulación, aumentará tanto la dureza como el estrés por tracción en un alargamiento dado. Los agentes de refuerzo como el negro de carbono no solo pueden mejorar la resistencia a la tracción, sino que también aumentar significativamente la dureza y el estrés por tracción en un alargamiento dado. Además, el ajuste de agentes vulcanizantes, aceleradores y agentes activos también tiene un impacto significativo en la dureza y el estrés por tracción en un alargamiento dado.

4. Resistencia al desgaste

La resistencia al desgaste se refiere a la capacidad del caucho vulcanizado para resistir el daño de la superficie bajo la acción de la fricción, que está estrechamente relacionada con la vida útil de los productos de caucho. La resistencia al desgaste está relacionada con factores como el tipo de caucho, el sistema de vulcanización, la cantidad y la dispersión de los agentes de refuerzo y el tipo de suavizante. En términos generales, NBR (caucho nitrilo butadieno) tiene una mejor resistencia al desgaste, y un sistema de vulcanización razonable y la cantidad de agente de refuerzo también pueden mejorar significativamente su resistencia al desgaste.

5. Elasticidad

La alta elasticidad del caucho proviene de la movilidad de sus segmentos de cadena molecular. Cuanto más pequeñas son las fuerzas intermoleculares del caucho, más fácil será el movimiento de los segmentos de la cadena molecular, y mejor será la elasticidad. El caucho natural y el caucho de butadieno tienen el mejor rendimiento elástico debido a su alta regularidad de los segmentos de cadena molecular. El sistema de vulcanización también tiene una cierta influencia en la elasticidad. Una densidad de reticulación razonable puede garantizar que el caucho regrese rápidamente a su estado original después de ser sometido a la fuerza.

Iii. Conclusión

La relación entre las formulaciones de procesos de caucho y varias propiedades físicas es compleja y cercana. Al ajustar la proporción y los tipos de tipos de caucho crudo, sistemas de vulcanización, sistemas de refuerzo y llenado, sistemas de protección, ayudas de procesamiento y otros componentes en la fórmula, las propiedades físicas como la resistencia a la tracción, la resistencia a la lágrima, la dureza, la resistencia al desgaste y la elasticidad de los productos de caucho pueden verse significativamente afectadas. Por lo tanto, en el proceso de diseño y producción de productos de caucho, el diseño científico y razonable de fórmulas es de vital importancia.

A través de la investigación y los experimentos continuos, las personas han dominado las leyes inherentes al diseño de fórmulas de caucho y han desarrollado una variedad de productos de caucho con un rendimiento superior, lo que brinda una gran comodidad a la industria y la vida. En el futuro, con el avance de la tecnología y la profundización de la investigación, la relación entre las fórmulas del proceso de caucho y las propiedades físicas se revelará y aplicará más profundamente.

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