拉伸强度是指材料产生最大均匀塑性变形的应力。橡胶的拉伸强度是制品能够抵抗拉伸破坏的根限能力,是橡胶制品一个重要指标之一,许多橡胶制品的寿命都直接与拉伸强度有关。
橡胶拉伸与哪些因素相关
拉伸强度与橡胶结构的关系
1)分子间作用力大,拉伸强度高
凡是影响分子间作用力大小的因素都会影响到橡胶的拉伸强度:
a:主链上有极性取代基时,分子间的次价键力大大提高,拉伸强度高。如氯丁橡胶、氯磺化橡胶均有较高的强度,丁腈橡胶随丙烯腈含量的增加,拉伸强度也随之增加。
b:主链上有芳基存在时,因分子间的范德华力大大增加,主链刚性增加,拉伸强度也大大增加,如主链上带有芳环的聚氨酯橡胶。
2)分子量增加,拉伸强度高
随着分子量的增加,分子间的范德华力增大,链段不易滑移,相当于分子间形成了物理交联点,因此拉伸强度一般随分子量的增加而增大。但分子量增大到一定程度时,拉伸强度趋于稳定,说明分子量对强度的影响有一定限度。
3)微观结构对拉伸强度的影响
增加顺丁橡胶中1,4结构的含量,拉伸强度也随之提高。聚合过程中产生的支链,会使大分子排列不规整,拉伸时硫化橡胶的网络状结构,可能产生裂缝,使得拉伸强度降低。聚合过程中产生的凝胶颗粒像杂质一样,使得橡胶的拉伸强度降低,因此要严格控制合成橡胶的凝胶含量。
4)结晶和取向对拉伸强度的影响
一般随结晶度的增加,拉伸强度提高,由于结晶度提高,晶体中分子链排列紧密有序,孔隙率低,分子间作用力增强,使得链段运动比较困难,结晶性橡胶在拉伸条件下会产生应力结晶,结晶形成后加强了分子间的作用,并能阻止裂口的增长,使拉伸强度大大提高,这就是所谓自补强作用。如天然橡胶和氯丁橡胶就是属于纯胶强度较高有自补强作用的橡胶。当分子链取向后,橡胶会出现各向异性,一般随取向度的增加,平行方向的强度增加,垂直方向的强度下降:在分子取向方向上,强度可提高2~5倍,而垂直方向则降低2~3倍,这主要是由于取向的结果而造成主价力和次价力分布不均匀。在平行方向上以主价力为主,在垂直方向上以次价力为主。