Semua jenis produk karet memiliki sifat-sifat khusus yang berguna dan persyaratan proses. Untuk memenuhi persyaratan fisiknya, perlu untuk memilih polimer dan agen peracikan yang paling sesuai untuk desain formulasi yang wajar. Langkah pertama adalah memahami hubungan antara desain formulasi dan sifat fisik karet vulkanisasi. Sifat fisik karet vulkanisasi terkait erat dengan desain formula, dan berbagai jenis dan jumlah bahan yang digunakan dalam formula akan menghasilkan perbedaan dalam kinerja.

1. Kekuatan tarik

Kekuatan tarik merupakan kemampuan pembatas utama suatu benda untuk menahan kegagalan tarik. Kekuatan tarik merupakan salah satu indikator penting produk karet. Masa pakai banyak produk karet secara langsung berkaitan dengan kekuatan tarik. Misalnya, daya tahan karet penutup dan peredam kejut karet pada sabuk konveyor meningkat seiring dengan peningkatan kekuatan tarik.

Kekuatan tarik berhubungan dengan struktur karet, dan valensi sekunder interaksi antarmolekul lebih kecil ketika jumlahnya lebih kecil. Oleh karena itu, ketika gaya eksternal lebih besar daripada aksi antarmolekul, pergeseran antarmolekul akan terjadi dan material akan hancur. Sebaliknya, berat molekul besar, gaya antarmolekul meningkat, kohesi material karet meningkat, dan segmen rantai tidak mudah bergeser selama peregangan, sehingga tingkat kerusakan material kecil. Semua faktor lain yang memengaruhi gaya antarmolekul memiliki efek pada kekuatan tarik. Seperti NR/CR/CSM, rantai utama karet ini memiliki substituen kristal, valensi antar molekul sangat ditingkatkan, dan kekuatan tarik juga meningkat. Ini adalah salah satu alasan utama untuk kinerja penguatan diri yang baik dari karet ini. Secara umum, kekuatan tarik karet meningkat dengan peningkatan kristalinitas. Kekuatan tarik juga terkait dengan suhu akar, dan kekuatan tarik pada suhu tinggi jauh lebih rendah daripada pada suhu kamar. Kekuatan tarik terkait dengan kepadatan ikatan silang. Dengan peningkatan kepadatan ikatan silang, kekuatan tarik meningkat. Setelah nilai maksimum, kepadatan ikatan silang terus meningkat, dan kekuatan tarik menurun secara signifikan. Kekuatan tarik karet vulkanisasi menurun dengan meningkatnya energi ikatan silang. Dapat menghasilkan kristalisasi tarik karet alam, fraktur awal ikatan lemah, kondusif untuk orientasi kristalisasi kunci utama, sehingga akan ada kekuatan tarik yang lebih tinggi. Melalui sistem vulkanisasi, penggunaan vulkanisasi sulfur, pemilihan dan penggunaan akselerator, DM/M/D juga dapat meningkatkan kekuatan tarik, (kecuali untuk penguatan karbon hitam, karena pembangkitan panas karbon hitam),

1. Hubungan antara kekuatan tarik dan pengisi

Bahan penguat merupakan salah satu faktor penting yang mempengaruhi kuat tarik, semakin kecil diameter bahan pengisi, semakin besar luas permukaan spesifik, semakin besar aktivitas permukaan, semakin baik kinerja penguatnya. Karet vulkanisasi dari karet kristal mengalami penurunan yang monoton karena merupakan karet non-kristal yang dapat memperkuat diri seperti stirena-butadiena. Dengan peningkatan dosis, kinerja penguat meningkat dan penggunaan yang berlebihan akan berkurang. Karet yang rendah dan rendah dapat tetap tidak berubah seiring dengan bertambahnya jumlah untuk mencapai nilai maksimum.

2. Hubungan antara kekuatan tarik dan pelembut

Penambahan pelembut akan mengurangi kekuatan tarik, tetapi jumlah yang sedikit ditambahkan, umumnya di bawah 7 bagian dari mesin pelatihan terbuka, dan mesin pelatihan padat di bawah 5 bagian akan meningkatkan dispersi, yang bermanfaat untuk meningkatkan kekuatan tarik. Pelembut yang berbeda memiliki tingkat pengurangan kekuatan tarik yang berbeda. Karet alam umum cocok untuk minyak nabati. Karet non-polar dengan minyak aromatik seperti SBR/IR/BR.. Seperti IIR /EPDM dengan minyak parafin, minyak naftenat. DBP/DOP untuk NBR/CR. Sesuatu seperti itu.

Metode lain untuk meningkatkan kekuatan tarik meliputi pencampuran karet dengan resin, modifikasi kimia karet, dan modifikasi permukaan bahan pengisi (misalnya, cassia, dll.)

2. Kekuatan sobek

Robeknya karet disebabkan oleh pemuaian retakan atau retakan yang cepat pada material saat gaya diberikan. Kekuatan sobek tidak berhubungan langsung dengan peregangan. Dalam banyak kasus sobekan tidak sebanding dengan peregangan. Secara umum, sobekan karet kristal lebih kuat daripada karet non-kristal. Kekuatan sobek bergantung pada suhu. Selain karet alam, kekuatan sobek pada suhu tinggi berkurang secara signifikan. Kekuatan sobek karet yang diisi dengan karbon hitam dan karbon hitam putih jelas meningkat. Kekuatan sobek terkait dengan sistem vulkanisasi. Ikatan polisulfida memiliki kekuatan sobek yang lebih tinggi. Dosis sulfur tinggi dan kekuatan sobek tinggi. Namun, kandungan sulfur yang terlalu banyak akan mengurangi kekuatan sobek secara signifikan. Penggunaan promotor yang memiliki kerataan yang lebih baik menguntungkan untuk meningkatkan kekuatan sobek.

Kekuatan sobek terkait dengan sistem pengisian, dan berbagai pengisi penguat seperti karbon hitam, karbon hitam putih, putih cemerlang, seng oksida, dll., dapat memperoleh kekuatan sobek yang lebih tinggi. Beberapa agen penggandeng seperti laurane dapat meningkatkan kekuatan sobek. Kekuatan sobek biasanya dikurangi dengan penambahan pelembut. Seperti minyak parafin akan membuat kekuatan sobek karet stirena butadiena sangat tidak menguntungkan. Dan minyak aromatik tidak banyak berubah. Seperti CM/NBR dengan plasticizer ester daripada pelembut lainnya pada dampaknya jauh lebih kecil.

3. tegangan dan kekerasan pada perpanjangan konstan

Tegangan perpanjangan konstan dan kekerasan merupakan indikator penting kekakuan bahan karet. Tegangan tersebut merupakan gaya yang diperlukan untuk menghasilkan deformasi tertentu pada karet vulkanisir. Tegangan tersebut terkait dengan deformasi tarik yang lebih besar. Korelasi antara keduanya baik, dan hukum perubahan pada dasarnya adalah satu. Semakin besar berat molekul karet, semakin besar tegangan ikatan silang efektif pada perpanjangan konstan. Untuk memperoleh tegangan yang telah ditentukan sebelumnya pada perpanjangan konstan, kerapatan ikatan silang dapat ditingkatkan dengan tepat untuk karet yang memiliki berat molekul yang relatif kecil. Setiap faktor struktural yang meningkatkan gaya antarmolekul dapat meningkatkan kemampuan karet vulkanisir untuk menahan deformasi. Seperti CR/NBR/PU/NR, dll. memiliki tegangan tarik yang lebih tinggi. Tegangan perpanjangan konstan memiliki pengaruh besar pada kerapatan ikatan silang. Baik itu karet murni atau karet vulkanisasi yang diperkuat, dengan peningkatan kepadatan ikatan silang, tegangan perpanjangan konstan dan kekerasan juga meningkat secara linier. Hal ini biasanya dicapai dengan menyesuaikan berbagai agen vulkanisasi, akselerator, agen vulkanisasi, agen aktif, dll. Peningkatan sulfur memiliki efek yang lebih signifikan dalam meningkatkan tegangan pada perpanjangan konstan. Polisulfida bermanfaat untuk meningkatkan tegangan perpanjangan tetap. Pengisi dapat meningkatkan tegangan perpanjangan konstan dan kekerasan produk. Semakin tinggi kinerja penguatan dan semakin tinggi kekerasan, semakin tinggi tegangan perpanjangan konstan. Tegangan perpanjangan konstan meningkat dengan peningkatan kekerasan, semakin tinggi peningkatan pengisian. Sebaliknya, dengan peningkatan pelembut, kekerasan menurun dan tegangan perpanjangan konstan menurun. Selain meningkatkan agen penguat dan penggunaan resin alkil fenolik, kekerasannya mencapai 95 derajat, resin stirena tinggi. Menggunakan resin RS, akselerator H, dan kekerasan sistem dapat mencapai 85 derajat, dll.

4. ketahanan aus

Abrasion resistance characterization is the ability of vulcanizates to resist material loss due to surface damage under the action of friction forces. It is a mechanical property closely related to the service life of rubber products. Its forms are:

1, keausan, gesekan pada permukaan benda tajam dan kasar yang tidak rata terus menerus memotong, menggosok. Akibatnya, titik kontak pada permukaan karet terpotong dan robek menjadi partikel kecil, yang jatuh dari permukaan karet dan membentuk abrasi. Kekuatan abrasi sebanding dengan tekanan dan berbanding terbalik dengan kekuatan tarik. Menurun seiring dengan peningkatan ketahanan.

2. Keausan akibat kelelahan, permukaan karet vulkanisir yang bersentuhan dengan permukaan gesekan mengalami tekanan, geser, tarik, dan deformasi lainnya secara berkala dalam proses yang berulang, yang menyebabkan kelelahan pada permukaan karet dan secara bertahap menghasilkan retakan mikro di dalamnya. Perkembangan retakan ini menyebabkan spalling mikroskopis pada permukaan material. Keausan akibat kelelahan meningkat dengan peningkatan modulus elastisitas dan tekanan karet, dan meningkat dengan penurunan kekuatan tarik dan penurunan kinerja kelelahan.

3. Keriting dan abrasi. Ketika permukaan halus di bawah karet bersentuhan, karena efek gesekan, permukaan karet vulkanisir yang tidak rata berubah bentuk, robek, dan hancur, sehingga permukaannya terguling.

Ketahanan aus terkait dengan sifat mekanik utama vulkanisat. Dalam perancangan formula, untuk mencoba menyeimbangkan hubungan antara berbagai sifat. Secara umum, NBR>BR>SSBR>SBR(EPDM)>NR>IR(IIR)>CR

Ketahanan aus terkait dengan sistem pengawetan, dan jumlah ikatan silang yang tepat dapat meningkatkan ketahanan aus. Semakin banyak sulfur tunggal, semakin baik ketahanan aus, yang merupakan alasan terbaik untuk ketahanan aus sistem vulkanisasi semi-efektif. Ketahanan aus CZ sebagai akselerator pertama lebih baik daripada akselerator lainnya, dan jumlah bahan penguat terbaik akan meningkatkan ketahanan aus. Penggunaan pelembut yang tepat akan meminimalkan ketahanan aus. Seperti karet alam, karet stirena butadiena dengan minyak aromatik..

Penggunaan antioksidan yang efektif dapat mencegah penuaan dini akibat kelelahan. Meningkatkan penyebaran karbon hitam dapat meningkatkan ketahanan aus.

Ketahanan aus dapat ditingkatkan secara signifikan dengan menggunakan modifikasi agen perawatan permukaan.

Penggunaan campuran karet dan plastik untuk meningkatkan ketahanan aus, seperti penggunaan tintin dan polivinil klorida, pembuatan kulit tekstil.

Ding Jing dan nilon terner digunakan bersama-sama, Ding Qing dan resin fenolik digunakan bersama-sama.

Tambahkan pelumas padat dan bahan antigesekan. Misalnya, menambahkan grafit, molibdenum disulfida, silikon nitrida, dan serat karbon ke senyawa karet butil dapat mengurangi koefisien gesekan karet vulkanisasi dan meningkatkan ketahanan ausnya.

5. Kelelahan dan Kegagalan Akibat Kelelahan

Fenomena bahwa struktur dan sifat material berubah ketika vulkanisat mengalami tekanan bergantian disebut kelelahan. Ketika kelelahan berlalu, fenomena yang menyebabkan kegagalan material disebut kegagalan kelelahan.

1. pengaruh struktur karet, suhu transisi gelas rendah, ketahanan lelah karet baik. Karet dengan gugus polar memiliki ketahanan lelah yang buruk. Karet dengan gugus besar atau gugus samping dalam molekul, karet dengan ketahanan lelah yang buruk dan urutan struktur teratur, mudah berpolimerisasi hingga kristalisasi, dan ketahanan lelah yang buruk.

2. Pengaruh sistem vulkanisasi karet, sistem vulkanisasi kesehatan sulfur tunggal, kinerja kelelahan minimum, ketahanan lelah yang baik, peningkatan jumlah agen pengikat silang akan mengurangi kinerja kelelahan karet vulkanisasi. Oleh karena itu, jumlah agen pengikat silang harus diminimalkan.

3. Pengaruh pengisi, semakin kecil kinerja penguat pengisi, semakin kecil pengaruhnya, semakin besar jumlah pengisi, semakin besar pengaruhnya, pengisi harus digunakan sesedikit mungkin.

4. dampak dari sistem pelunakan, sebisa mungkin pilih pelembut non-kental dengan titik pelunakan rendah; pelembut sebisa mungkin, sebaliknya, pelembut viskositas tinggi tidak boleh digunakan, seperti ketahanan lelah tar pinus yang buruk, ketahanan lelah plasticizer lipid baik.

6. Elastisitas

Sifat karet yang paling berharga adalah elastisitasnya. Elastisitas yang tinggi berasal dari pergerakan molekul karet, yang sepenuhnya disebabkan oleh perubahan konformasi molekul yang melingkar. Elastisitas dapat dipulihkan segera setelah gaya eksternal dihilangkan, yang disebut elastomer ideal. Interaksi antara molekul karet akan menghambat pergerakan segmen molekul, yang menunjukkan sifat lengket atau viskositas. Oleh karena itu, karakteristik karet bersifat elastis dan viskos. Faktor-faktor yang mempengaruhi elastisitas adalah ukuran deformasi, waktu aksi, suhu, dan sebagainya. Ketika interaksi antara molekul karet meningkat dan keteraturan rantai molekul tinggi, kristalisasi tarik cenderung terjadi, yang berkontribusi pada peningkatan kekuatan dan menunjukkan elastisitas yang tinggi. Pada karet alam secara umum, elastisitas karet butil adalah yang terbaik, diikuti oleh butil, neoprena. Butadiena benzena dan butil buruk.

Elastisitas berhubungan dengan kepadatan ikatan silang, dengan peningkatan kepadatan ikatan silang, elastisitas karet vulkanisasi meningkat, dan nilai maksimum muncul, dan kepadatan ikatan silang terus meningkat. Peningkatan yang tepat dalam derajat fluidisasi menguntungkan untuk elastisitas. Penggunaan sulfur dan CZ dalam kombinasi elastisitas tinggi dan penggunaan karet vulkanisasi dengan D yang mempromosikan memiliki ketahanan yang lebih tinggi dan kehilangan histeresis yang kecil.

Elastisitas berkaitan dengan sistem pengisian, dan meningkatkan kandungan gom adalah cara yang paling langsung dan efektif untuk meningkatkan elastisitas, dan semakin baik penguatannya, semakin tidak menguntungkan pengisian terhadap elastisitas.

Hubungan antara elastisitas dan pelembut. Pelembut berhubungan dengan kompatibilitas karet, dan semakin kecil kompatibilitasnya, semakin buruk elastisitasnya. Seperti minyak alami, cis-butil, butil plus parafin, lebih baik daripada menambahkan minyak naftenat. Butil mata plus DOP lebih baik daripada penggunaan minyak naftenat, minyak aromatik. Secara umum, plasticizer akan mengurangi elastisitas karet, dan plasticizer harus digunakan sesedikit mungkin.

7. perpanjangan putus (elongasi)

Perpanjangan putus berhubungan dengan kekuatan tarik. Hanya dengan kekuatan tarik yang tinggi dan memastikan tidak rusak selama deformasi, maka perpanjangan putus akan lebih tinggi. Umumnya, dengan peningkatan tegangan dan kekerasan perpanjangan tetap, perpanjangan putus akan berkurang, ketahanannya besar, deformasi permanennya kecil, perpanjangan putusnya besar. Karet yang berbeda memiliki perpanjangan putus yang berbeda. Ketika kadar karet pada karet alam di atas 80%, perpanjangan putusnya dapat mencapai 1000. Karet yang rentan terhadap aliran plastik selama deformasi juga akan memiliki perpanjangan yang lebih tinggi. Seperti karet butil.

Perpanjangan putus berkurang dengan meningkatnya kepadatan ikatan silang. Pembuatan produk dengan daya tarik tinggi, tingkat vulkanisasi tidak boleh terlalu tinggi, dapat sedikit mengurangi sulfur atau mengurangi jumlah agen vulkanisasi. Meningkatkan jumlah pengisi akan mengurangi perpanjangan putus, dan semakin tinggi struktur agen penguat, semakin rendah perpanjangan putus.

Increasing the amount of softener can obtain a larger tear elongation.