Rozdziernosc.pdf

Przedmiot: Wytrzymałość Materiałów

Temat: Wytrzymałość na rozdzieranie

Obowiązujące zagadnienia:

- pojęcie rozdzierności, istota i cel pomiarów,

- metody badań rozdzierności,

- rodzaje próbek stosowanych w badaniach,

- wulkanizacja gumy,

- składniki mieszanki gumowej.

Literatura:

[1] Guma. Poradnik inżyniera i technika. Badanie gumy i wyrobów gumowych

[2] PN-86/C-04254 Guma. Oznaczanie wytrzymałości na rozdzieranie.

Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest praktyczne zapoznanie się z obsługą maszyny

wytrzymałościowej i badanie rozdzierności gumy.

Przebieg ćwiczenia:

1. zapoznanie się z normą PN-86/C-04254,

2. wybór badanych próbek,

3. pomiar grubości poszczególnych próbek i ich odpowiednie opisanie,

4. uruchomienie maszyny wytrzymałościowej i ustawienie prędkości rozciągania,

5. zamocowanie próbek w uchwytach maszyny,

6. uruchomienie maszyny i pomiar siły rozdzierającej,

7. opracowanie wyników badań.

Podstawowe zagadnienia teoretyczne :

Elastomery

Do grupy elastomerów zalicza się te tworzywa sztuczne, których zachowanie się

podczas statycznego obciążenia charakteryzuje się stosunkowo niewielkimi przyrostami siły

(rozciągającej, ściskającej, zginającej) w odniesieniu do odkształcenia. Jednocześnie

materiały te odznaczają się dużą sprężystością, to znaczy, że po znacznym odkształceniu,

kiedy zostaje zwolniona siła, powracają do swojego pierwotnego kształtu i wymiaru,

Najbardziej znanymi materiałami o tych cechach są gumy i tworzywa sztuczne zwane

często gumopodobnymi, takie jak: silikony, poliuretany i polichlorek winylu.

Guma jest to produkt wulkanizacji mieszanki gumowej.

Mieszanka gumowa - jest to mieszanina kauczuku lub kauczuków z wieloma

składnikami. Skład ilościowy i jakościowy mieszanek gumowych jest bardzo ściśle

określony, są to tzw. receptury mieszanki, bowiem od składu bezpośrednio zależą

właściwości użytkowe wyrobów gumowych, np. wytrzymałość mechaniczna, chemiczna lub

odporność na starzenie. Mieszanki gumowe są plastyczne i można je swobodnie formować.

Ogólny skład mieszanki:

• kauczuk,

• substancje wulkanizujące (siarka lub jej związki),

• napełniacze - sadze, krzemionki, kreda,

• plastyfikatory – woski, smary,

• specjalne modyfikatory, nadające gumie ściśle określone cechy, np. wysoką twardość i

niską ścieralność.

Wulkanizacja – proces technologiczny prowadzący do usieciowania kauczuku pod

wpływem ciepła i substancji wulkanizujących - wulkanizacja na gorąco . Stosując

odpowiednio skomponowane mieszanki gumowe przeprowadza się procesy wulkanizacji bez

dostarczenia energii cieplnej – wulkanizacja na zimno . Skutkiem procesu wulkanizacji jest

nadanie mieszance gumowej właściwości sprężystych . Najczęściej procesy wulkanizacji

prowadzi się równocześnie z formowaniem wyrobów gumowych.

Wpływ składników mieszanki gumowej na rozdzierność gumy

Generalnie dla gumy można przyjąć zasadę, że im większą posiada wytrzymałość przy

statycznym rozciąganiu tym wyższa będzie rozdzierność czyli, odporność na działanie karbu.

Karb w przybliżeniu ,można zdefiniować jako zakłócenie ciągłości struktury materiału która

przyczynia się do kumulacji w tym miejscu naprężeń wywołanych działaniem siły

zewnętrznej. Wiadomo, że przekroczenie wartości granicznej naprężeń dla danego materiału

powoduje jego niszczenie.

Przyczyn zakłócenia stopnia uporządkowania struktury, jej ciągłości jest bardzo wiele;

np. niski stopień usieciowania kauczuku, obecność aglomeratów napełniaczy, brak

równomiernego rozprowadzenia w mieszance plastyfikatorów lub obecność modyfikatora o

dużych nieregularnych ziarnach, itp. Również rodzaj kauczuku będzie miał decydujący

wpływ na rozdzierność. Istotna jest w tym przypadku jego budowa chemiczna i strukturalna.

Kauczuki o liniowej budowie przyczyniają się do wzrostu wytrzymałości gumy na

rozdzieranie. Stosuje się wiele modyfikatorów uodparniających gumy na rozdzieranie, np.

grafit lub siarczki molibdenu o określonej strukturze, których wpływ można przyrównać do

wewnętrznych smarów.

Pojęcie rozdzierności, istota i cel pomiarów

Rozdzierność zalicza się do właściwości fizycznych, które charakteryzują odporność

materiału, na działanie skoncentrowanego naprężenia. Jest to właściwość mająca szczególne

znaczenie przy badaniu gumy, gdyż jest ona związana między innymi z odpornością gumy na

ścieranie i na wielokrotne odkształcenie zginające.

Dzięki określeniu wytrzymałości na rozdzieranie, już w czasie konstruowania wyrobu

można określić wpływ działania karbu, nacięcia lub nagłego uskoku technologicznego na jego

właściwości użytkowe.

Jako miarę rozdzierności przyjmuje się wytrzymałość na rozdzieranie wyrażoną

wzorem:

T s = F/d [N/mm]

gdzie: T s – wytrzymałość na rozdzieranie,

F - maksymalna siła [N],

d - grubość próbki [mm].

Należy pamiętać, że o ile maszyna wytrzymałościowa ma skalę siły w kilopondach

{kp} to:

1 kp = 10 N

Badania rozdzierności wykonuje się na zrywarkach lub uniwersalnych maszynach

wytrzymałościowych wyposażonych w odpowiednie uchwyty dla badanych próbek i system

regulacji prędkości rozciągania oraz pomiaru siły. Standardowe badania wykonuje się w

temperaturze 23 o C. Należy wykonać przynajmniej 5-testów pomiarowych dla danego typu

materiału i za wynik końcowy przyjmuje średnia arytmetyczną.

Wyniki zapisać w tabeli.

Przy przygotowaniu próbki do badań trzeba zwrócić uwagę na kierunek wycinania

próbek ze zwulkanizowanej płyty, gdyż w czasie wulkanizacji występuje tzw. efekt

kalandrowy. Anizotropowość gumy, ma wpływ na jej rozdzierność.

Wzory próbek stosowanych do badania rozdzielności wg PN – 86/C – 04254 Guma

„Oznaczenie wytrzymałości na rozdzieranie”:

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: