Тунадассан цахиурнь резинэн үйлдвэрлэлийн чухал арматурын дүүргэгч юм. Түүний янз бүрийн шинж чанарууд нь резинэн матриц, дисперс болон резинэн механик шинж чанаруудтай харилцан үйлчлэлцэх замаар резинэн үрэлтэд шууд бусаар эсвэл шууд нөлөөлдөг. Доор бид гол шинж чанаруудаас эхлэн резинэн үрэлтэд тэсвэртэй байдалд тэдгээрийн нөлөөлөх механизмыг нарийвчлан шинжилнэ.
1. Тодорхой гадаргуугийн талбай (BET)
Цахиурын хамгийн гол шинж чанаруудын нэг нь гадаргуугийн талбай бөгөөд резин болон арматурын чадвартай шууд харьцах талбайг тусгадаг бөгөөд үрэлтэд тэсвэртэй байдалд мэдэгдэхүйц нөлөөлдөг.
(1) Эерэг нөлөө: Тодорхой хязгаарт гадаргуугийн талбайг нэмэгдүүлэх (жишээлбэл, 100 м²/г-аас 200 м²/г хүртэл) нь цахиур болон резинэн матрицын хоорондох гадаргуугийн холбоо барих талбайг нэмэгдүүлдэг. Энэ нь "бэхэлгээний нөлөө"-өөр дамжуулан гадаргуугийн холболтын бат бөх чанарыг нэмэгдүүлж, резинэн деформацид тэсвэртэй байдал болон бэхжүүлэх нөлөөг сайжруулдаг. Энэ үед резинэн хатуулаг, суналтын бат бэх, урагдах бат бэх нэмэгддэг. Элэгдэлд орох үед орон нутгийн хэт их стрессээс болж материалын салалт бага байдаг тул үрэлтэд тэсвэртэй байдал мэдэгдэхүйц сайжирдаг.
(2) Сөрөг нөлөө: Хэрэв гадаргуугийн талбай хэт том байвал (жишээлбэл, 250 м²/г-аас хэтэрвэл) ван дер Ваалсын хүч болон цахиурын хэсгүүдийн хоорондох устөрөгчийн холбоо бэхжиж, бөөгнөрөл амархан үүсгэдэг (ялангуяа гадаргуугийн боловсруулалт хийлгүйгээр) бөгөөд энэ нь тархалтыг огцом бууруулдаг. Бөгнөрөл нь резинэн дотор "стрессийн концентрацийн цэгүүд" үүсгэдэг. Элэгдэлд орох үед бөөгнөрөлийн эргэн тойронд хугарал үүсэх хандлагатай байдаг бөгөөд энэ нь эсрэгээрээ үрэлтэд тэсвэртэй байдлыг бууруулдаг.
Дүгнэлт: Тархалт ба арматурын нөлөө тэнцвэртэй байх оновчтой гадаргуугийн талбайн хэмжээ (ихэвчлэн 150-220 м²/г, резинэн төрлөөс хамаарч өөр өөр байдаг) байдаг бөгөөд энэ нь үрэлтэд хамгийн сайн тэсвэртэй болгодог.
2. Бөөмийн хэмжээ ба хэмжээний тархалт
Цахиурын анхдагч бөөмийн хэмжээ (эсвэл дүүргэгчийн хэмжээ) болон тархалт нь тархалтын жигд байдал болон гадаргуугийн харилцан үйлчлэлд нөлөөлөх замаар үрэлтэд тэсвэртэй байдалд шууд бусаар нөлөөлдөг.
(1) Бөөмийн хэмжээ: Жижиг бөөмсийн хэмжээ (ихэвчлэн тодорхой гадаргуугийн талбайтай эерэг хамааралтай) нь илүү том тодорхой гадаргуугийн талбай болон илүү хүчтэй бэхжүүлэх нөлөөтэй (дээрх шиг) тохирч байна. Гэсэн хэдий ч хэт жижиг бөөмсийн хэмжээ (жишээлбэл, анхдагч бөөмсийн хэмжээ < 10 нм) нь бөөмсийн хоорондох бөөгнөрөл энергийг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлж, тархалтын хүндрэлийг эрс нэмэгдүүлдэг. Үүний оронд энэ нь орон нутгийн согог үүсгэж, үрэлтэд тэсвэртэй байдлыг бууруулдаг.
(2) Бөөмийн хэмжээний тархалт: Нарийн ширхэгийн хэмжээний тархалттай цахиур нь резинэн дотор илүү жигд тархаж, том бөөмс (эсвэл бөөгнөрөл)-ээс үүссэн "сул цэгүүд"-ээс зайлсхийдэг. Хэрэв тархалт хэт өргөн байвал (жишээлбэл, 10 нм ба 100 нм-ээс дээш бөөмс агуулсан) том бөөмс нь элэгдлийн эхлэлийн цэг болж хувирдаг (үрэлтийн үед элэгдэж алга болдог нь илүү тохиромжтой) бөгөөд энэ нь үрэлтэд тэсвэртэй байдлыг бууруулдаг.
Дүгнэлт: Жижиг ширхэгийн хэмжээтэй (хамгийн тохиромжтой гадаргуугийн талбайтай тохирч) болон нарийн тархалттай цахиур нь үрэлтэд тэсвэртэй байдлыг нэмэгдүүлэхэд илүү ашигтай байдаг.
3. Бүтэц (DBP шингээлтийн утга)
Бүтэц нь цахиурын дүүргэгчийн салаалсан нарийн төвөгтэй байдлыг тусгадаг (DBP шингээлтийн утгаар тодорхойлогддог; өндөр утга нь өндөр бүтцийг илтгэнэ). Энэ нь резинэн сүлжээний бүтэц болон деформацид тэсвэртэй байдалд нөлөөлдөг.
(1) Эерэг нөлөө: Өндөр бүтэцтэй цахиур нь гурван хэмжээст салаалсан дүүргэгчийг үүсгэдэг бөгөөд резинэн дотор илүү нягт "араг ясны сүлжээ" үүсгэдэг. Энэ нь резинэн уян хатан чанар болон шахалтын тогтворжилтод тэсвэртэй байдлыг нэмэгдүүлдэг. Үрэлтийн үед энэхүү сүлжээ нь гадны нөлөөллийн хүчийг буферлаж, давтан деформациас үүдэлтэй ядрах элэгдлийг бууруулж, улмаар үрэлтэд тэсвэртэй байдлыг сайжруулдаг.
(2) Сөрөг нөлөө: Хэт өндөр бүтэцтэй (DBP шингээлт > 300 мл/100г) нь цахиурын дүүргэгчүүдийн хооронд амархан орооцолдох шалтгаан болдог. Энэ нь резинэн холих явцад Муни зуурамтгай чанар огцом нэмэгдэх, боловсруулалтын урсгал муудах, жигд бус тархалт үүсгэдэг. Хэт нягт бүтэцтэй хэсгүүдэд стрессийн концентрациас болж элэгдэл хурдасч, үрэлтэд тэсвэртэй болдог.
Дүгнэлт: Дунд зэргийн бүтэцтэй (DBP шингээлт 200-250 мл/100г) нь боловсруулалтын чадвар болон үрэлтэд тэсвэртэй байдлыг тэнцвэржүүлэхэд илүү тохиромжтой.
4. Гадаргуугийн гидроксил агууламж (Si-OH)
Цахиурын гадаргуу дээрх силанол бүлгүүд (Si-OH) нь түүний резинтэй нийцтэй байдалд нөлөөлөх гол түлхүүр бөгөөд гадаргуугийн холболтын бат бэхээр дамжуулан үрэлтэд тэсвэртэй байдалд шууд бусаар нөлөөлдөг.
(1) Боловсруулаагүй: Гидроксил агууламж хэт өндөр (> 5 бүлэг/нм²) нь устөрөгчийн холбоогоор дамжуулан бөөмсийн хооронд хатуу бөөгнөрөл үүсгэж, улмаар тархалт мууддаг. Үүний зэрэгцээ гидроксил бүлгүүд нь резинэн молекулуудтай (ихэвчлэн туйлшралгүй) муу нийцдэг тул гадаргуугийн хоорондын холбоо сул байдаг. Элэгдэлд орох үед цахиур нь резинээс салж, үрэлтэд тэсвэртэй болдог.
(2) Силан холбогч бодисоор боловсруулсан: Холбогч бодисууд (жишээ нь, Si69) нь гидроксил бүлгүүдтэй урвалд орж, бөөмсийн хоорондын бөөгнөрөлийг бууруулж, резинтэй нийцтэй бүлгүүдийг (жишээ нь, меркапто бүлгүүд) нэвтрүүлж, гадаргуугийн холболтын бат бөх чанарыг нэмэгдүүлдэг. Энэ үед цахиур болон резин хооронд "химийн бэхэлгээ" үүсдэг. Стресс дамжуулах жигд болж, элэгдлийн үед гадаргуугийн хальслах магадлал багасч, үрэлтэд тэсвэртэй байдлыг мэдэгдэхүйц сайжруулдаг.
Дүгнэлт: Гидроксил агууламж дунд зэрэг (3-5 бүлэг/нм²) байх шаардлагатай бөгөөд гадаргуугийн холболтыг хамгийн их байлгах, үрэлтэд тэсвэртэй байдлыг сайжруулахын тулд силан холбогч бодисын боловсруулалттай хослуулах шаардлагатай.
5.рН-ийн утга
Цахиурын рН-ийн утга (ихэвчлэн 6.0-8.0) нь резинэн вулканжуулалтын системд нөлөөлөх замаар үрэлтэд тэсвэртэй байдалд шууд бусаар нөлөөлдөг.
(1) Хэт хүчиллэг (рН < 6.0): Вулканизацийн хурдасгуурын идэвхийг дарангуйлж, вулканизацийн хурдыг удаашруулж, тэр ч байтугай бүрэн бус вулканизаци болон резинэн дэх хөндлөн холбоосын нягтрал хангалтгүй байдалд хүргэж болзошгүй. Хөндлөн холбоосын нягтрал багатай резин нь механик шинж чанарыг бууруулдаг (жишээлбэл, суналтын бат бэх, хатуулаг). Элэгдэлд орох үед хуванцар деформацид орж, материалын алдагдалд ордог тул үрэлтэд тэсвэртэй байдал муу байдаг.
(2) Хэт их шүлтлэг (рН > 8.0): Вулканизацийг хурдасгаж болзошгүй (ялангуяа тиазол хурдасгуурын хувьд), хэт хурдан анхны вулканизаци болон жигд бус хөндлөн холбоос үүсгэдэг (орон нутгийн хэт хөндлөн холбоос эсвэл дутуу хөндлөн холбоос). Хэт хөндлөн холбоостой хэсгүүд хэврэг болж, дутуу хөндлөн холбоостой хэсгүүдийн бат бэх багатай; хоёулаа үрэлтэд тэсвэртэй байдлыг бууруулдаг.
Дүгнэлт: Саармагаас бага зэрэг хүчиллэг (рН 5.0-7.0) нь жигд вулканжуулалтад илүү таатай бөгөөд резинэн механик шинж чанарыг хангаж, үрэлтэд тэсвэртэй байдлыг сайжруулдаг.
6. Бохирдлын агууламж
Цахиурын давхар исэл дэх хольцууд (Fe³⁺, Ca²⁺, Mg²⁺ зэрэг металлын ионууд эсвэл урвалд ороогүй давсууд) нь резинэн бүтцийг гэмтээх эсвэл вулканизацид саад учруулснаар үрэлтэд тэсвэртэй байдлыг бууруулж болзошгүй.
(1) Металл ионууд: Fe³⁺ зэрэг шилжилтийн металл ионууд нь резинэн исэлдэлтийн хөгшрөлтийг хурдасгаж, резинэн молекулын гинжин хэлхээний зүсэлтийг хурдасгадаг. Энэ нь цаг хугацааны явцад материалын механик шинж чанарыг бууруулж, үрэлтэд тэсвэртэй байдлыг бууруулдаг. Ca²⁺, Mg²⁺ нь резинэн дэх вулканжуулагч бодисуудтай урвалд орж, вулканжуулах үйл явцад саад учруулж, хөндлөн холбоосын нягтралыг бууруулж болзошгүй.
(2) Уусдаг давс: Хольцын давсны хэт өндөр агууламж (жишээ нь, Na₂SO₄) нь цахиурын гигроскопик чанарыг нэмэгдүүлж, резин боловсруулах явцад бөмбөлөг үүсэхэд хүргэдэг. Эдгээр бөмбөлөгүүд нь дотоод согог үүсгэдэг; элэгдлийн үед эдгээр согогийн цэгүүдэд эвдрэл үүсч, үрэлтэд тэсвэртэй байдлыг бууруулдаг.
Дүгнэлт: Резиний гүйцэтгэлд үзүүлэх сөрөг нөлөөллийг багасгахын тулд хольцын агууламжийг хатуу хянаж байх ёстой (жишээ нь, Fe³⁺ < 1000 ppm).
Товчхондоо, нөлөөлөлтунадасжсан цахиурРезинэн элэгдэлд тэсвэртэй байдлын талаарх олон шинж чанарын синергетик нөлөөллөөс үүдэлтэй: Гадаргуугийн тодорхой талбай болон ширхэгийн хэмжээ нь үндсэн арматурын чадварыг тодорхойлдог; бүтэц нь резинэн сүлжээний тогтвортой байдалд нөлөөлдөг; гадаргуугийн гидроксил бүлэг ба рН нь гадаргуугийн хоорондын холбоо болон вулканизацийн жигд байдлыг зохицуулдаг; харин хольц нь бүтцийг гэмтээснээр гүйцэтгэлийг бууруулдаг. Практик хэрэглээнд шинж чанаруудын хослолыг резинэн төрөл (жишээ нь, дугуйны хээний нэгдэл, чигжээс)-ийн дагуу оновчтой болгох ёстой. Жишээлбэл, хээний нэгдлүүд нь ихэвчлэн өндөр өвөрмөц гадаргуутай, дунд бүтэцтэй, бага хольцтой цахиурыг сонгодог бөгөөд элэгдэлд тэсвэртэй байдлыг хамгийн их байлгахын тулд силан холбогч бодисоор боловсруулдаг.
Нийтэлсэн цаг: 2025 оны 7-р сарын 22