Теплоутворення при багаторазових деформаціях стиску оп-визначається за зміни температури зразка гуми в процесі випробування в заданому режимі (при заданому стисненні і заданій частоті деформацій).
Пластичні та еластичні властивості
Пластичністю називається здатність матеріалу легко де-формуватися і зберігати форму після зняття деформуючий навантаження. Іншими словами, пластичність - це здатність мате-ріалу до незворотних деформацій.
Еластичністю називається здатність матеріалу легко дефор-мировалось і відновлювати свою первинну форму і раз-заходи після зняття деформуючий навантаження, т. Е. Здатність до значних оборотних деформацій.
Еластичними деформаціями, на відміну від пружних, називають-ся такі оборотні деформації, які характеризуються значною величиною при щодо малих деформирующих зусиллях (низьке значення модуля пружності).
Пластичні та еластичні властивості каучуку проявляються одночасно; в залежності від попередньої обробки кау-чука кожне з них проявляється в більшій чи меншій мірі. Пластичність невулканізованому каучуку поступово знижується при вулканізації, а еластичність зростає. Залежно від ступеня вулканізації співвідношення цих властивостей каучуку пості-пінно змінюється. Для невулканізованому каучуків більш харак-терни властивістю є пластичність, а вулканізовану каучуки відрізняються високою еластичністю. Але при деформаціях невулканізованому каучуку спостерігається також часткове віднов-лення первинних розмірів і форми, т. Е. Спостерігається деяка еластичність, а при деформаціях гуми можна спостеріга-дати деякі незникаючі залишкові деформації.
Відповідно до теорії, розробленої радянськими вченими А. П. Александровим і Ю. С. Лазуркіним, загальна деформація каучуку і гуми складається з трьох складових: 1) пружною де-формації, що підкоряється закону Гука, jу; 2) високоеластичної деформації Jв і 3) пластичної деформації Jп:
Співвідношення складових загальної деформації залежить від при-роди каучуку, його структури, ступеня вулканізації, складу ре-зіни, а також від швидкості деформацій, значень створюваних на-напружень і деформацій, тривалості навантаження і від темпера-тури.
Пружна деформація практично встановлюється миттєво при додатку деформуючого зусилля і також миттєво исче-зает після зняття навантаження; зазвичай вона складає долі відсотка від загальної деформації. Цей вид деформації обумовлений невеликим зсувом атомів, зміною міжатомних і межмолеку-лярних відстаней і невеликою зміною валентних кутів.
Високоеластіческая деформація гум збільшується у вре-мени в міру дії деформуючий сили і досягає пості-пінно деякого граничного (умовно-рівноважного) значення. Вона так само, як і пружна деформація, оборотна; при знятті на-Грузьке високоеластіческая деформація поступово зменшується, що призводить до еластичної відновленню деформованого зразка. Високоеластіческая деформація, на відміну від пружної, характеризується меншою швидкістю, так як пов'язана з конформаційними змінами макромолекул каучуку під дією зовн-ній сили. При цьому відбувається часткове розпрямлення і ориен-тація макромолекул в напрямку розтягування. Ці зміни не супроводжуються істотними порушеннями міжатомних і меж-молекулярних відстаней і відбуваються легко при невеликих зусиллях. Після припинення дії деформуючий сили внаслідок теплового руху відбувається дезорієнтація молекул і відновлення розмірів зразка. специфічна особливість
механічних властивостей каучуків і гум пов'язана з високоеластичної деформацією.
Пластична деформація безперервно зростає при навантаженні і повністю зберігається при знятті навантаження. Вона характер-на для невулканізованому каучуку і гумових сумішей і пов'язана з необоротним переміщенням макромолекул один щодо одного.
Ковзання молекул у вулканізованого каучуку сильно за-важко наявністю міцних зв'язків між молекулами, і тому вулканізат, що не містять наповнювачі, майже повністю відновлюються після припинення дії зовнішньої сили. На-спостерігалися при випробуванні наповнених гум незникаючі де-формації є наслідком порушення міжмолекулярних зв'язків, а також наслідком порушення зв'язків між каучуком і компонентами, введеними в нею, наприклад внаслідок відриву частинок інгредієнтів від каучуку. Незникаючі залишкові деформації часто є удаваними внаслідок малої швидкості еластичного відновлення, т. Е. Виявляються практично зникаючими протягом деякого досить тривалого часу.
Твердість гуми характеризується опором вдавлюючись-нию в гуму металевої голки або кульки (індентора) під дією зусилля стиснутої пружини або під дією вантажу.
Для визначення твердості гуми застосовуються різні твердомери. Часто для визначення твердості гуми використовує-ся твердомер ТМ-2 (типу Шора), який має притуплену голку, пов'язану з пружиною, що знаходиться всередині приладу. Твер-дость визначається глибиною вдавлення голки в зразок під дей-наслідком стислої пружини при зіткненні площині основа-ня приладу з поверхнею зразка (ГОСТ 263-75). Вдавлюючись-ня голки викликає пропорційне переміщення стрілки по шкалі приладу. Максимальна твердість, відповідна твер-дости скла або металу, дорівнює 100 умовних одиниць. Гума в залежності від складу і ступеня вулканізації має твердість в межах від 40 до 90 умовних одиниць. Зі збільшенням утримуючи-ня наповнювачів і збільшенням тривалості вулканизующего-ції твердість підвищується; мягчители (масла) знижують твердість гуми.
Про стабільність механічних властивостей гуми при підвищених температурах судять за показником її теплостійкості. Випробування на теплостійкість виробляють при підвищеній температурі (70 ° С і вище) після прогріву зразків при температурі випробування в ті-чення не більше 15 хв (щоб уникнути необоротних змін)
з подальшим зіставленням отриманих результатів з резуль-татами випробувань при нормальних умовах (23 ± 2 ° С).
Кількісною характеристикою теплостійкості еластомерів служить коефіцієнт теплостійкості, рівний відношенню значень міцності при розтягуванні, відносного подовження при розриві та інших показників, визначених при підвищеній температурі, до відповідних показників, визначених при нормальних умовах. Чим нижче показники при підвищеній температурі в порівнянні з показниками при нормальних умовах, тим нижче коефіцієнт теплостійкості.
Полярні каучуки володіють зниженою теплостійкість. На-полнітелі значно підвищують теплостійкість гум.
Основним показником зносостійкості є стираність і опір стиранню, які визначаються в умовах ка-чення з проскальзиваніем (ГОСТ 12251-77) або в умовах ковзання по стирається поверхні, зазвичай, як і в попе-дущем випадку, по шліфувальної шкірці (ГОСТ 426-77 ).