TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA VẬT LIỆU ĐÀN HỒI

CHẤT PHÒNG LÃO CAO SU TMQ
QUY TRÌNH TÁI CHẾ CAO SU TỪ LỐP XE PHẾ THẢI
MỘT SỐ CHẤT XÚC TIẾN THƯỜNG DÙNG TRONG SẢN XUẤT CAO SU
TĂNG ĐỘ BỀN KÉO CỦA CAO SU LƯU HÓA
CAO SU BLEND - TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG Ở VIỆT NAM

So với kim loại, tính chất vật lý của vật liệu đàn hồi thể hiện theo một cách hoàn toàn khác. Do đó, các thuật ngữ kỹ thuật dùng trong kim loại có thể có ý nghĩa khác khi được áp dụng cho vật liệu đàn hồi. Một số thuật ngữ thường dùng được diễn giải dưới đây, giúp hiểu chính xác hơn ý nghĩa của chúng.

Trong vật liệu đàn hồi, độ bền kéo (tensile strength) được tính là lực trên một đơn vị mặt cắt ngang ban đầu trong quá trình kéo giãn tới điểm gãy. Giá trị độ bền kéo này không thực tế vì sản phẩm đàn hồi ít khi được kéo giãn tới giá trị này. Tuy nhiên, giá trị độ bền kéo giúp đánh giá chung tính chất cơ lý của vật liệu đàn hồi. Đó là do các tính chất khác như tính kháng mài mòn, xé, tính tưng nảy, phục hồi ứng suất, dão, mỏi do uốn dẻo, tính kháng ozone, … hầu như được cải thiện khi độ bền kéo tăng. Do đó, giá trị này thường được xác định trước và sau thí nghiệm lão hóa để xác định tính kháng của vật liệu đàn hồi với các yếu tố như ánh sáng mặt trời, thời tiết, ozone, oxygen, nhiệt và hóa chất. Độ giãn dài cuối cùng (ultimate elongation) là sự kéo giãn tối đa của cao su tại điểm gãy và được thể hiện như phần trăm so với khoảng cách giữa các điểm mốc ban đầu.

Ngoài ra, cao su còn có tính chất nhớt – đàn hồi. Tính chất này làm cho vật liệu đàn hồi biến dạng vĩnh viễn (permanent set) sau một khoảng thời gian chịu ứng suất cho trước. Điều này là do sự trễ đàn hồi (hysteresis), một phần năng lượng cơ học được tích trữ trong vật liệu bị mất mát trong chu kỳ chịu tải. Năng lượng cơ học mất mát này được chuyển hóa thành nhiệt, làm nóng vật liệu đàn hồi đến nhiệt độ gây hư hỏng sản phẩm. Nhiệt độ tăng lên trong sản phẩm do sự trễ đàn hồi được thể hiện bằng thuật ngữ tích trữ nhiệt (heat buildup). Do đó, các ứng dụng chuyển động liên tục tránh dùng các loại cao su có sự trễ đàn hồi cao.

tinh vat ly cua cao su

Một số tính chất quan trọng khác của vật liệu đàn hồi như sau.

Vật liệu đàn hồi có thể bị lão hóa (aging) bởi các tác nhân ánh sáng mặt trời, nhiệt, oxygen, ozone trong khí quyển. Trong quá trình lão hóa, cơ tính của vật liệu đàn hồi bị giảm sút do sự phát triển chuỗi và liên kết mạng (làm cho vật liệu cứng), hoặc bẻ gãy chuỗi (làm cho vật liệu mềm, có tính nhựa). Một số vật liệu đàn hồi sẽ lão hóa cứng, một số sẽ lão hóa mềm, hoặc quá trình làm cứng ban đầu, sau đó là quá trình làm mềm.

Độ cứng (hardness) của vật liệu đàn hồi, được đo như tính kháng tương đối của bề mặt vật liệu đàn hồi với sự lõm vào của dụng cụ đo độ cứng. Điểm tạo vết lõm nhô khỏi đáy phẳng dụng cụ đo và được giữ bằng một lò xo. Khi ấn xuống mẫu, điểm tạo vết lõm được đẩy ngược lại, đè vào lò xo, chuyển động này được chuyển đổi thông qua cơ cấu bánh răng thành chuyển động của kim đo dụng cụ đo độ cứng. Các sản phẩm cao su như vòng đệm, đế giày, lốp xe, ống cao su, dây đai đều có khoảng giá trị độ cứng nhất định.

Biến dạng dư sau nén (compression set) là sự biến dạng vĩnh viễn của vật liệu đàn hồi được duy trì sau khi lực nén được loại bỏ. Khả năng biến dạng dư sau nén tăng khi tăng nhiệt độ, lực nén và thời gian tác dụng lực. Mỗi loại vật liệu đàn hồi có tính kháng khác nhau với sự biến dạng dư sau nén.

Tham khảo từ tài liệu Mechanical and Corrosion-Resistant Properties of Plastics and Elastomers, Philip A. Schweitzer, CRC Press, 2000

Mọi thông tin tư vấn vui lòng liên hệ: