工業(yè)運(yùn)輸帶的高彈性是由卷曲大分子的構(gòu)象熵變化而造成的,理想的彈性體除去外力后能立即恢復(fù)原狀,然而真實(shí)的橡膠,分子間有作用力會妨礙分子鏈段的運(yùn)動,表現(xiàn)為黏性,作用于橡膠大分子上的力,一部分用于克服分子間的黏性阻力,另一部分則使橡膠分子鏈變形,產(chǎn)生高彈性,所以確切地說橡膠的彈性應(yīng)力為黏彈性,即有高彈性,又有黏性;
橡膠分子結(jié)構(gòu)與彈性的關(guān)系:分子量越大,對彈性沒有貢獻(xiàn)的游離末端數(shù)量越少,分子鏈內(nèi)彼此纏結(jié)而導(dǎo)致的準(zhǔn)交聯(lián)效應(yīng)增加,因此分子量大有利于彈性的提高分子量分布,窄的高分子量級分多,對彈性有利,分子量分布寬的則對彈性不利;
在常溫下不易結(jié)晶的由柔性分子鏈組成的高聚物,分子鏈的柔性越大,彈性越好,因?yàn)榉肿渔湹娜犴樞栽酱螅饺菀赘淖兎肿渔湹臉?gòu)象,使分子鏈的構(gòu)象形態(tài)數(shù)增大,橡膠產(chǎn)生結(jié)晶后,分子鏈排列緊密有序,使分子間作用力增大,因而增加了分子鏈運(yùn)動的阻力,使彈性變差,反式結(jié)構(gòu)中,分子鏈規(guī)整性好,結(jié)晶度高,因而在常溫下不顯示高彈性;
在通用聚酯輸送帶橡膠中,由于空間位阻效應(yīng)大,阻礙分子鏈段運(yùn)動,故彈性較差,而極性類橡膠,由于分子間作用力較大而使彈性有所降低;
硫化體系與彈性的關(guān)系:隨交聯(lián)密度增加,硫化膠的彈性增大并出現(xiàn)最大值,隨后交聯(lián)密度繼續(xù)增大,彈性則呈下降趨勢,因?yàn)檫m度的交聯(lián)可減少分子鏈滑移而形成的不可逆形變,有利于彈性提高,交聯(lián)過度會造成分子鏈的活動受阻,而使彈性下降,由此可見,硫化劑和促進(jìn)劑的用量要適宜,常溫下,由于多硫鍵鍵能較小,對分子鏈段的運(yùn)動束縛力較小,因而回彈性較高,但在高溫下的壓縮永久變形卻和常溫下的回彈性恰恰相反:鍵能高的在高溫下的壓縮永久變形比多硫鍵小,原因是在高溫下多硫鍵容易被破壞;
填充體系與彈性的關(guān)系:硫化膠的彈性完全是由橡膠大分子的構(gòu)象變化所造成的,所以提高含膠率是提高彈性最直接、最有效的方法,因此為了獲得高彈性,應(yīng)盡量減少輸送帶產(chǎn)品中填充劑的用量,增加生膠含量。但為了降低成本,應(yīng)選用適當(dāng)?shù)奶盍,?jīng)大量試驗(yàn)表明:粒徑小、表面活性大、結(jié)構(gòu)度高的炭黑對硫化膠的彈性都有不利的影響,無機(jī)填料中白炭黑的影響和炭黑相似,有些惰性填料,對硫化膠彈性的影響較小,一般說來,硫化膠的彈性隨填料用量增加而降低;
增塑體系與硫化膠彈性的關(guān)系:一般說來,隨軟化劑或增塑劑用量增加彈性下降,所以在高彈性橡膠制品中,應(yīng)盡量不加或少加軟化劑,軟化劑對彈性的影響與其和橡膠的相容性有關(guān),軟化劑與橡膠的相容性越差,硫化膠的彈性越差,應(yīng)該指出,許多橡膠皮帶制品都是在動態(tài)負(fù)荷條件下工作的,因此用動態(tài)黏彈性來評價(jià)和預(yù)測這些制品的彈性更為直接、有效,相關(guān)性更好;
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