Geriausia gumos medžiaga tempimui ir reitingui
Guma yra svarbi elastinga polimerinė medžiaga, o jos mechaninės savybės, įskaitant atsparumą tempimui, pailgėjimą trūkimo metu, atsparumą dilimui, atsparumą plyšimui ir kt., plačiai naudojamos pramonėje, aviacijoje, aviacijos erdvėje, ir vartotojų srityse. Tempiamasis stipris yra pagrindinis rodiklis vertinant guminių medžiagų mechanines savybes ir paprastai nurodo didžiausią tempimo jėgą, kurią medžiaga gali atlaikyti prieš lūžtant skerspjūvio ploto vienetui. Toliau aptariamos geriausios guminės medžiagos pagal atsparumą tempimui, atsižvelgiant į cheminę struktūrą, veikimo charakteristikas ir konkrečias taikymo sritis.
Toliau pateikiamas įprastų didelio našumo gumų reitingas ir išsamus aprašymas, pagrįstas tempimo stipriu kaip pagrindiniu kriterijumi:
Poliuretano guma (PU)
Tempimo stiprio diapazonas: 30–50 MPa
Poliuretano guma yra vienas iš mechaniškai išskirtiniausių elastomerų, pasižymintis itin dideliu tempimo stipriu ir pailgėjimu trūkimo metu (iki 500%).
Molekulinės struktūros privalumai: kieti segmentai (aromatiniai arba alifatiniai izocianatai) ir minkštieji segmentai (polieteris arba poliesteris) molekulinėje grandinėje yra išdėstyti pakaitomis, todėl jai suteikiamas puikus atsparumas tempimui ir plyšimui.
Eksploatacinės charakteristikos: Poliuretano guma turi didžiausią atsparumą tempimui iš visų guminių medžiagų ir turi atsparumą dilimui ir smūgiams.
Taikymas: daugiausia naudojamas dalims didelės apkrovos aplinkoje, pvz., konvejerio juostoms, ritinėliams, amortizacinėms pagalvėlėms, naftos telkinių mašinų dalims ir kt.
Natūrali guma (NR)
Tempimo stiprio diapazonas: 20–30 MPa (didesnis po vulkanizacijos)
Natūralus kaučiukas yra poliizopreno polimeras, išgaunamas iš kaučiuko medžių, o unikali molekulinė struktūra suteikia jai didelį elastingumą ir puikų atsparumą tempimui, ypač po vulkanizacijos.
Molekulinės struktūros pranašumai: natūralaus kaučiuko molekuliniame pagrinde yra daug cis-1,4-poliizopreno struktūrų, todėl ji yra efektyvi ir tolygiai pasiskirsto tempimo proceso metu.
Eksploatacinės savybės: Natūralus kaučiukas pasižymi itin dideliu pailgėjimu trūkimo metu (iki 500% ~ 700%), kai jis ištemptas, ir gali turėti puikų atsparumą plyšimui esant didelėms apkrovoms.
Naudojimas: Dėl savo atsparumo tempimui ir atsparumo nuovargiui jis plačiai naudojamas padangose, sandarikliuose, amortizatoriuose, konvejerių juostose ir kitose srityse, kuriose reikalingas didelis mechaninis stiprumas.
Polibutadieno kaučiukas (BR)
Tempimo stiprio diapazonas: 15–25 MPa
Butadieno kaučiukas yra žinomas dėl savo itin didelio elastingumo ir gero atsparumo įtrūkimų plitimui, o po vulkanizavimo ir sumaišymo jos tempiamasis stipris žymiai padidėja, todėl ji yra svarbi medžiaga daugelyje pramonės sričių.
Nitrilo butadieno kaučiukas (NBR)
Tempimo stiprio diapazonas: 10–20 MPa (po vulkanizacijos žymiai padidėja)
Nitrilo kaučiukas plačiai naudojamas pramoniniuose gaminiuose dėl savo atsparumo alyvai ir gero mechaninio stiprumo, ypač tinkamas chemiškai korozinėje aplinkoje.
Etileno propileno dieno monomeras (EPDM)
Tempimo stiprio diapazonas: 10–18 MPa
EPDM pasižymi puikiu atsparumu oro sąlygoms, atsparumu ozonui ir karščiui, todėl yra plačiai naudojamasautomobiliųir statybų srityse.
Silikono guma (VMQ)
Tempimo stiprio diapazonas: 6–15 MPa
Silikoninė guma yra žinoma dėl savo atsparumo aukštai ir žemai temperatūrai, ir nepaisant mažo atsparumo tempimui, ji puikiai tinka aviacijos ir medicinos srityse.
Fluoro anglies kaučiukas (FKM)
Tempimo stiprio diapazonas: 10–18 MPa
Fluoroelastomerai puikiai tinka chemijos ir aukštos temperatūros aplinkoje ir pirmiausia naudojami specialiose srityse, kurios yra atsparios korozijai ir aukštai temperatūrai.
| Guminis tipas | Tempiamasis stipris (MPa) | Pailgėjimas lūžio metu (%) | Pagrindiniai privalumai |
|
PU |
30–50 |
500–800 |
Itin didelis atsparumas tempimui ir atsparumas dilimui |
|
NR |
20–30 |
500–700 |
Didelis elastingumas ir atsparumas trūkimui |
|
BR |
15–25 |
400–600 |
Geras atsparumas įtrūkimų plitimui |
|
CR |
10–20 |
200–300 |
Atsparumas oro sąlygoms, atsparumas alyvai ir atsparumas ugniai |
|
NBR |
10–20 |
250–350 |
Puikus alyvos ir cheminių medžiagų atsparumas |
|
EPDM |
10–18 |
300–400 |
Atsparumas senėjimui ir atsparumas ozonui |
|
VMQ |
6–15 |
150–300 |
Atsparumas aukštai ir žemai temperatūrai bei biologinis suderinamumas |
Kalbant apie visapusiškas eksploatacines savybes, poliuretano guma užima pirmąją vietą su didžiausiu atsparumu tempimui ir atsparumu dilimui, o natūrali guma užima antrąją vietą dėl savo didelio elastingumo ir stiprumo. Neoprenas yra svarbi medžiaga inžinerijoje ir pramonėje dėl gerai subalansuoto tempimo stiprumo (15–25 MPa po vulkanizavimo) ir puikaus atsparumo oro sąlygoms bei antipireno. Priklausomai nuo konkrečios paskirties reikalavimų, skirtingos guminės medžiagos turi optimalų naudojimo spektrą ir privalumus.