Влияние температуры и напряжения на свойства резины

Температурная усадка резины значительно выше усадки металла и идет в массив изделия. Например, свободно вулканизуемый полый цилиндр дает уменьшение наружных диаметра и высоты и увеличение внутреннего диаметра.
Эта особенность резины имеет практически важные последствия. Габариты цельнорезиновых изделий меньше, чем габариты полости вулканизационных форм; в резинометаллических изделиях после вулканизации возникают значительные внутренние напряжения, понижающие прочность крепления резины с металлом и т. д.
С возвращением к нормальной температуре эластические свойства восстанавливаются.
Попытки теоретического и экспериментального исследований усадки размеров тонкого резинового диска, привулканизованного к металлу по одному наружному или внутреннему периметру, а также усадки свободного диска были предприняты Е. С. Экель.
Потеря резиной эластичности, т. е. способности накапливать и возвращать энергию при быстрой деформации, наступает при охлаждении ранее, чем резкое ухудшение других ее свойств (химической сопротивляемости, электрической стойкости и пр.).
Влияние температуры на модуль резины № 2959 показывают следующие данные:
Температура……………………………………… +20 °С 0 °С -20 °С -40 X
Отношение статических модулей…… 1 1,05 1,43 6,7
Отношение динамических модулей……1 1,4 6,7 -
В динамических режимах больших частот или при больших скоростях деформации в одноразовых циклах напряжение, возникающее в резине, оказывается большим, чем наблюдаемое в тех же деформациях в обычных лабораторных определениях механических свойств резины. Для ряда производственных резин отношение динамического модуля (Един), определяемого при частоте 7—8 Гц, к статическому (ЕСТат) характеризуется следующими данными:
Однако величина этого отношения зависит от метода измерения и определения обоих модулей и, по другим данным, в ряде случаев динамического сдвига достигает 4:1, но чаще колеблется в пределах 1,7—3,6.
При обычных условиях (выше температуры стеклования) упругая составляющая деформации резины ничтожно мала по сравнению с высокоэластической. Однако при низких температурах (или при больших деформациях) упругой составляющей пренебрегать нельзя. Упругий модуль резины Еможет быть измерен в застеклованном состоянии; он близок к (2 • 104) -10 Н/см2.
Влияние напряженного состояния. Длительное состояние сжатия статически напряженных резин ведет не только к релаксации напряжения, но также к потере эластических свойств, вследствие так называемого накопления остаточных деформаций.
Кривые временной зависимости приближения остаточной деформации (по снятии напряжения) к начально заданной дают наглядное представление о времени работоспособности резины в заданных условиях и являются оценкой гарантийных сроков хранения резин.