Quins són els factors que afecten l'elasticitat dels segells de goma?
Filtres i additius per a segells de goma
El tipus i contingut de farciment
Sovint s'hi afegeixen diferents farcitssegell de gomaMaterials per millorar les seves propietats mecàniques, resistència al desgast, resistència a la calor, etc., però aquests farcits també poden afectar l'elasticitat.
Negre de carboni: el negre de carboni és un dels farcits més utilitzats, que pot millorar la resistència i el desgast dels segells de goma, però el negre de carboni excessiu farà que l’elasticitat de la goma disminueixi. La mida de les partícules i la dispersibilitat del negre de carboni també són factors clau que afecten l’elasticitat del cautxú. Les partícules negres de carboni fines i uniformement poden millorar millor les propietats mecàniques del cautxú, però massa limitarà l’extensió lliure de les cadenes moleculars, que al seu torn afectaran l’elasticitat.
Silicona: com a farciment alternatiu al negre de carboni, la sílice normalment proporciona un coeficient de fricció més baix i una millor resistència a l'abrasió del cautxú amb menys impacte en l'elasticitat.
Olis i suavitzants
Els olis i els suavitzants són additius utilitzats habitualment per millorar la processabilitat i reduir la duresa dels segells de goma. Poden reduir el coeficient de fricció de cautxú i augmentar la seva fluïdesa durant el processament, però també poden afectar l’elasticitat fins a cert punt.
Suavitzadors: la quantitat adequada de suavitzant pot fer més suau de goma, però massa suavitzant pot fer que l’elasticitat del material disminueixi, especialment a temperatures baixes, i la migració de suavitzants pot provocar l’embrut de cautxú.
Es potenciadors
Alguns agents de reforç (per exemple, reforços de polímers, fibres de vidre, etc.) poden millorar la força i la resistència a l'abrasió dels segells de cautxú, però també poden provocar una disminució de l'elasticitat. Això es deu al fet que l'addició d'un agent de reforç altera l'estructura molecular dins del cautxú i pot limitar el lliure moviment de les cadenes del polímer.
Procés de vulcanització de cautxú
El procés de vulcanització té una influència decisiva en l'elasticitat del cautxú. En el procés de vulcanització, les cadenes moleculars del cautxú es reticulen mitjançant l'acció d'agents vulcanitzants, la qual cosa millora les propietats mecàniques del material.
Temperatura i temps de vulcanització
La temperatura i el temps de vulcanització són factors clau que afecten el grau de curat (reticulació) del cautxú i l'elasticitat final. Una temperatura de vulcanització massa alta o un temps de vulcanització massa llarg poden fer que el cautxú es reticuli excessivament, la qual cosa redueix l'elasticitat i el material es pot tornar dur i trencadís.
Vulcanització baixa: el cautxú amb vulcanització incompleta té una bona elasticitat, però les males propietats mecàniques.
Alta vulcanització: una vulcanització excessiva donarà lloc a un cautxú més rígid i una mala elasticitat, però augmentarà la resistència a la calor i la durabilitat.
Selecció de l'agent vulcanitzant
El tipus i la quantitat d’agent vulcanitzador tenen un impacte directe en l’elasticitat del cautxú. Els agents de vulcanització comuns són els peroxids i el sofre. La vulcanització de sofre generalment proporciona una millor elasticitat, mentre que la vulcanització del peròxid pot donar lloc a una major duresa i resistència a alta temperatura.
Factors ambientals
Temperatura
L’elasticitat del cautxú està estretament relacionada amb els canvis de temperatura. Les temperatures massa altes o massa baixes poden afectar l'elasticitat del cautxú.
Temperatures elevades: les altes temperatures poden intensificar el moviment de les cadenes moleculars de cautxú, la qual cosa pot provocar una disminució de l'elasticitat del material, i fins i tot el suavització i la reologia.
Temperatures baixes: les temperatures baixes poden fer que el cautxú sigui més fràgil i reduir el grau de llibertat de les cadenes moleculars, donant lloc a una disminució de l’elasticitat.
Humitat i oxigen
La humitat i l’oxigen també poden afectar l’elasticitat del cautxú. Algunes gomes (per exemple, EPDM, NBR, etc.) experimenten una absorció d’humitat en ambients d’humitat o humitat alta, donant lloc a canvis en les seves propietats físiques. Els efectes a llarg termini de l’oxigen també acceleren el procés d’envelliment del cautxú i redueixen la seva elasticitat.
Rajos ultraviolats i ozó
La llum ultraviolada i l’ozó tenen un efecte especialment significatiu sobre el cautxú. L’exposició prolongada de cautxú a la llum ultraviolada i l’ozó pot provocar que les cadenes moleculars es trenquin, cosa que pot reduir l’elasticitat i fins i tot conduir a l’empresa de cautxú.
Estrès i fatiga
Els segells de goma estan sotmesos a múltiples trams i compressions durant llargs períodes d’ús. Aquestes tensions i fatigues poden fer que el cautxú perdi gradualment la seva elasticitat o fins i tot es deformi de manera permanent. Per tant, els segells de goma s’han de dissenyar tenint en compte la vida de fatiga i la capacitat de recuperació durant llargs períodes d’ús.
En resum, els factors que afecten l'elasticitat dels segells de cautxú impliquen la composició del mateix cautxú, els farcits, els processos de vulcanització, els factors ambientals i altres aspectes. L'elasticitat del cautxú és la manifestació de les seves propietats integrals i és la clau per saber si pot mostrar un rendiment excel·lent en diferents aplicacions. Per optimitzar l'elasticitat dels segells de cautxú, cal tenir en compte de manera exhaustiva diversos factors, des de la selecció de matèries primeres fins al control de la tecnologia de processament fins a l'adaptació de l'entorn d'ús.