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 (Е_СТат) 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 Е₀ может 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.