في العديد من الصناعات ، تلعب المكونات المطاطية دورًا أمنيًا حيويًا في الأنشطة اليومية. لذلك ، تحتاج المكونات المطاطية إلى أن تكون متينة.المكونات المطاطية لديها العديد من الطرق لتفشل أثناء الاستخدام، والإرهاق الميكانيكي هو على الأرجح آلية الفشل الأكثر شيوعًا ، حيث تؤثر على جميع المكونات المرتبطة بالمطاط تقريبًا. في المستقبل ، سنستكشف أيضًا حلول لآليات الفشل الأخرى ،مثل الارتداء والشرائح، التآكل الكيميائي، التوسع والفشل غير اللاتينية.
عندما يتعلق الأمر بالتعب الميكانيكي، نحن مهتمون بالأداء الطويل الأجل وعمر الخدمة للمكونات المطاطية التي تخضع لدورات ميكانيكية متكررة للتحميل والتفريغ.أحزمة نقل متزامنة، المكونات المختلفة للإطارات، قواعد AV تتطلب دورات ميكانيكية متكررة عند العمل.
يبدأ التعب الميكانيكي للمطاط مع كسر متجانس (مسبق للكسر) في المكونات المطاطية المركبة. ثم ، فإن الشقوق في جسم المطاط تستمر في الزيادة ،مما يؤدي إلى إخفاقات كارثية مع تقدم دورة التحميلاستنادا إلى هذه الآلية الفشل، نحن بحاجة إلى النظر في جوانب اثنين، واحدة هي كسر النواة (أي توحيد المركب) ومقاومة الانتشار التعب المتأصلة.
اختيار المطاط
اختيار المطاط المناسب هو الأكثر أهمية لأداء التعب الميكانيكي. المطاط الطبيعي هو خيار ممتاز للمكونات المركبة المقاومة للشق والدموع.قدرته على التبلور تحت الضغط يؤدي إلى تقوية تلقائية لطرف الشقهذه الآلية تمنع وتحفز الشقوق أثناء الاسترخاء الدوري والتشوه غير الاسترخاء. بالطبع، لا يناسب المطاط الطبيعي جميع التطبيقات.مطلوب مطاط صناعي خاص للعمليات عالية درجة الحرارة أو الظروف الكيميائية القاسيةبالمقارنة مع المطاط الطبيعي، أداء التبلور في الضغط لمعظم المطاطات الاصطناعية ليس بارزا. على العكس من ذلك،المطاط الاصطناعي يعتمد بالكامل على عمليات تقوية الجسيمات لتحقيق انتشار الشقوق المطلوب ومقاومة الدموع.
اختيار العوامل المُعززة
تلعب عوامل التعزيز مثل الكربون بلاك دورًا حاسمًا في تحديد انتشار الشقوق ومقاومة الدموع للمكونات المطاطية. يكمن المفتاح في اختيار مستوى الحمل الصحيح ،مساحة السطح والطبقة الهيكلية من الكربون الأسوديجب أن يظهر أسود الكربون المختار قابلية تشتت جيدة وأقل عدد ممكن من الشوائب الفيزيائية خلال عملية خلط المركب ، من أجل تحقيق المزيد من التحسين.نفس العوامل يجب أن تؤخذ بعين الاعتبار عند اختيار الصيغ الحبيبية الأخرىيمكن أن تؤدي مواد التعبئة والشوائب في المواد الخام إلى زيادة في حجم وكمية أساسيات الشقوق في المركب ، وكلاهما يمكن أن يكون له تأثيرات ضارة على عمر التعب.
خصائص التعب الميكانيكي
في الواقع، فشل المكونات المطاطية نادراً ما يكون متوافقًا مع الاختبار التجريبي السريع وغير المكلف والواسع النطاق للمطاط، وهو ظاهرة شائعة في صناعتنا.اختبارات بسيطة نسبياً، مثل فشل الشد أو اختبار الدموع، لا يمكن أن نفهم تماما وتصميم أداء التعب من المواد المطاطية المركبة. لحسن الحظ، في Bora Carbon Black،لدينا معدات متقدمة يمكنها دراسة وتفسير آليات التعب الميكانيكي، وربطها بتوليف المطاط الفعلي. هذا النوع من المعدات يشمل معدات انتشار الشقوق من التعب عالية الناتجة أو اختبار نواة الشقوق المتعلقة بميكانيكا الكسور ،وكذلك معدات التصغير من الطراز العالمي.
يمكن للكربون الأسود في المطاط الطبيعي أن يقلل من مستوى النزوح المطلوب لتبلور الشق من خلال زيادة الشق المحلي في مصفوفة المطاط.هذا يزيد بشكل أساسي من قدرة المطاط الطبيعي على تعزيز نفسهالكربون الأسود يدمج آليات استهلاك الطاقة الزائدة في مواد المطاط المركبةوهو أيضا أحد الأسباب الرئيسية لزيادة قوة الدموع ومقاومة الشقوق من المطاط مع إضافة الكربون الأسود مقارنة بالمطاط دون إضافة الكربون الأسودلتسبب كسر المطاطيجب تطبيق المزيد من القوة الخارجية لتعويض الطاقة المستهلكة من الكربون الأسود في منطقة المعالجة اللزجة قبل الوصول إلى طرف الشقهذا مهم بشكل خاص للطماطم غير المتبلور.
