ихся деформациях, стабилизируются.

На рис. 8.13 графически изображен один цикл процесса на-гружение — разгружение. Если оба процесса проводить очень медленно (чтобы успевала проходить релаксация), обе кривые сольются, гистерезиса не происходит и возвращенная работа будет равна затраченной. На практике циклы деформаций проводятся достаточно быстро и гистерезис неизбежен.

При одних и тех же условиях и методе испытания показатель упругогистерезисных свойств зависит только от структуры и состава резины.

Натуральный каучук обладает малыми гистерезисными потерями. У синтетических каучуков гистерезис усиливают: нерегу-лированное строение молекул каучука; наличие в молекулярной цепи тяжелых боковых полярных групп (хлоропреновый каучук, СКН); наличие бензольного кольца (стирольный каучук); увеличение молекулярной массы. Для всех видов каучука гистерезис усиливают наполнение активными наполнителями и увеличение степени вулканизации.

Определяя гистерезис, можно сравнивать эксплуатационные характеристики резины, а также проводить контроль качества резины.

Упругогистерезисные свойства можно определять на разрывной машине растяжением образца до определенной деформации и последующей его разгрузкой при обратном ходе нижнего зажима. Кривые, аналогичные кривой на рис. 8.13, позволяют оценить затраченную и возвращенную энергию, а также гистерезис5* 131

ные потери. Затраченная работа пропорциональна площади фк-гуры ОАС, полезная — ВАС. Площадь гистерезисной петли ОАВ пропорциональна гистерезисным потерям. Эластичность резчны, или ее упругогистерезисные свойства, характеризуются показателем полезной упругости — отношением возвращенной (полезной) работы к затраченной (в %).

Определение эластичности на упругомере. Сущностью испытания является определение величины отскока бойка маятника прибора, падающего с определенной высоты на испытуемый образец (рис. 8.14).

Энергия удара W, затраченная на деформацию образца, равна потенциальной энергии маятника, поднятого на высоту h„ (работой трения на оси маятника пренебрегают):

W = mgh„ (8.14)

где т — масса маятника; g — ускорение силы тяжести; А0 — высота падения. Энергия Wlt возвращенная образцом, равна:

W1 = mgh1, (8.15)

где ht — высота отскока маятника от образца.

:-?1-100 =

Эластичность Э, или полезная упругость при отскоке, выражается отношением возвращенной энергии к затраченной (%):

1.100. (8.16)COSOti 1 —COSCBs

где ai — угол падения маятника; а2 — Уг°л отскока маятника.

Для испытания образцов при повышенной или пониженной температуре упругомер устанавливают в термокриокамеру.

Наибольшую эластичность проявляют каучуки НК, СКИ-3, хлоропреновый. Каучуки СКН, БК, СКФ, акрилатный имеют низкую эластичность по отскоку.

При увеличении количества серных связей в вулканизате его эластичность при комнатной температуре практически не меняется. Чем выше температура испытания, тем выше показатель эластичности.

Основным узлом применяемых для испытаний по СТ СЭВ 108—74 упругомеров УМР-0,1 и У-0,05 (рис. 8.15) является маятник, который с помощью защелки 1 может быть закреплен в двух положениях: под углом 90 и 60° к вертикали. В соответствии с этим прибор снабжен двумя шкалами 2, отградуированными в единицах эластичности. Первая шкала (Я = 1), градуированная (в %) по формуле (/ix//i0) -100 (/г, — высота отскока маятника от образца, Л0 — высота падения маятника на образец), отвечает поднятию маятника на угол 90°, вторая шкала (Я = 0,5) — на угол 60°. Радиус закругления бойка 7,5 мм; потери энергии маятника за счет трения не более 2 %. Скорость удара маятника 2*0,'о4 м/с, высота падения 250 мм. Прибор может иметь термокамеру до 200 °С, прогрев 10 мин.

132

Образцами для испытаний служат цилиндрические диски или прямоугольные параллелепипеды толщиной (6 ± 0,25) мм и диаметром (или стороной) не менее 40 мм. Поверхность образцов после вулканизации в форме должна быть гладкой без видимых на глаз дефектов, посторонних включений и загрязнений. Испытание производится не менее чем на двух образцах с твердостью по Шору А 30—85. Образцы выдерживают после вулканизации не менее 6 ч и кондиционируют при (23 ± 2) °С не менее 1 ч.

Практическая работа 19

Твердомер для определения твердости по Шору А Образец по СТ СЭВ 108—74

Определение эластичности на упругомере УМР-2 Оборудование и материалы

Упругомер

Толщиномер (погрешность измерения 0,01 мм, мерительное давление не более 20 кПа)

Подготовка к работе. Соблюдая инструкцию по технике безопасности (см. Приложение I), измеряют толщиномером толщину образца в трех точках и определяют среднее арифметическое значение. Определяют твердость по Шору А. Температура испытания (23 ± 2) или (100 ± 2) °С; обогрев термокамеры включают, отрегулировав контактный термометр на заданную температуру. Проверяют установку пружинного захвата 14; стрелка 12 при вертикальном положении маятника 3 должна находиться на «нуле» шкалы 2, а при исходном положении маятника — на делении 100.

Проведение работы. Образец 7 помещают на площадку 8 та