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空压机配件弹性体性能的物理基础

文章出处:人气:7发表时间:2019-11-28 11:06:29

空压机配件弹性体功能的物理根底
  橡胶的这些优点和局限性反映其分子水平的物理结构。这是折叠和扭结的聚合链的三维网络,其间涣散着穿插链和有限数量的自在空间。在热能鼓励下,链段可以环绕一些键并以随机方法旋转。当橡胶扩展时,这些链逐渐地被拉直,引起橡胶的超常延展性。一起,因为旋转的链段的横向热运动,存在抗拉直的能力。这种热运动易于将橡胶的两头拉在一起。这一抗拉伸的能力决议弹性模量,结果是弹性模量随热能,即温度的增加而增大。杨氏模量随温度增加的值被人们认同为焦耳一高夫效应。弹性体的应变能∥可从统计热力学简略式导出:
  w =0.5NkT(^i+^;+^;一3) (1一1)
  式中,A一等为三个方向上的扩展比(应变长度/未应变长度);kT为单位热能(k为渡耳兹曼常数);Ⅳ为单位体积的振荡链段数(N/2为穿插链密度);r为绝对温度。量0.5 Nkr等于材料的剪切模量,杨氏模量E=2(1+p)G。
  橡胶的弹性模量与大多数工程材料的弹性模量很不相同。因而,反抗扩展的弹性阻力直接起因于战胜分子间的吸引力所做的功,因而随温度的升高而减小。
  阿特拉斯空压机配件橡胶中,链的热运动仅在有自在空间时才或许:这是上面说到的自在体积。但是,自在体积的存在也提供流体分子因橡胶吸人流体而向橡胶内部扩散的机会,然后引起胀大:弹性体与某一特定流体接触时胀大的趋势经过能量进行分配。内聚能密度(CED)是完全别离一种材料(弹性体或液体等)的组成分子所需的能量。如果弹性体和液体内聚能密度值很相似,那么,就会发作胀大。实际中,所用的量道常是/CED,“溶解度”参数占。各种液体或弹性体的6值可在参考文献中找到。不幸的是,烃类和弹性体在相同范围内倾向于具有7 -t0(cal/em3)o's的溶解度参数,结果具有高的胀大风险:水的值大约为23,极性化合物女口甲醇的值界于该值和烃类之间;因而这些介质引起胀大的或许性极小。对于
  液体的可混合组合,8与成分的浓度成份额。
  弹性体复合材料中的自在体积在空间和时间上不是静止的;它的快速振荡的链填满一处自在体积并在别处拓荒体积时被动态保持着。如果温度顺次下降,该动态过程首要怠慢,然后中止,材料变得很坚固。这解释了玻璃态转变温度的存在。高于t时,橡胶功能像液体,低于j时,其功能像过冷液体,即玻璃。在该玻璃态,链被链间的范德瓦尔键刚性确定,但这些链相对较弱,因而玻璃态和橡胶态之间的转变是可逆的。聚合体链的化学结构影响t,例如,更松散的单体要求有较大的自在体积,而这不常发作,然后提高了t。增塑剂倾向于增加自在体积,然后下降T。。填充物往往具有相对小的影响。
  对空压机配件橡胶的一些重要物理功能的起因的这一简略解释,因为实际工程复合材料的不同组成、制作工艺和化学特性等而变得愈加杂乱。对于密封中所用的热塑性材料,状况相似,只是因缺少强的共价穿插链而改变了其行为。因而,当处于稳态载荷时,塑性材料往往会蠕变,除非在聚胺酯这类材料中存在避免这一蠕变并具有相似橡胶性质的适宜的弱的范德瓦尔键。

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