Најбољи гумени материјал за затезну чврстоћу и рангирање
Гума је важан еластични полимерни материјал, а њена механичка својства, укључујући затезну чврстоћу, издужење при ломљењу, отпорност на хабање, отпорност на кидање, итд., се широко користе у индустрији, ваздухопловству, ваздухопловство, и потрошачка поља. Затезна чврстоћа је кључни индикатор за процену механичких својстава гумених материјала и обично се односи на максималну затезну силу коју материјал може да издржи пре лома по јединици површине попречног пресека. У наставку се разматрају врхунски гумени материјали у смислу затезне чврстоће из перспективе хемијске структуре, карактеристика перформанси и специфичних поља примене.
Следи рангирање и детаљан опис уобичајених гума високих перформанси на основу затезне чврстоће као главног критеријума:
полиуретанска гума (ПУ)
Опсег затезне чврстоће: 30–50 МПа
Полиуретанска гума је један од механички најистакнутијих еластомера, са изузетно високом затезном чврстоћом и издужењем при кидању (до 500%).
Предности молекуларне структуре: Тврди сегменти (ароматични или алифатични изоцијанати) и меки сегменти (полиетар или полиестер) у молекулском ланцу су наизменично распоређени, дајући му одличну отпорност на затезање и кидање.
Карактеристике перформанси: Полиуретанска гума има највећу затезну чврстоћу од свих гумених материјала, и има отпорност на хабање и отпорност на удар.
Примене: Углавном се користи за делове у окружењима са високим оптерећењем, као што су транспортне траке, ваљци, јастучићи за апсорпцију удара, делови машина за нафтна поља итд.
Природна гума (НР)
Опсег затезне чврстоће: 20–30 МПа (већи након вулканизације)
Природна гума је полиизопрен полимер екстрахован из каучукових стабала, а његова јединствена молекуларна структура даје му високу еластичност и одличну затезну чврстоћу, посебно након вулканизације.
Предности молекуларне структуре: Молекуларна кичма природног каучука садржи велики број цис-1,4-полиизопрен структура, што га чини ефикасном и равномерно распоређеном током процеса затезања.
Карактеристике перформанси: Природна гума има изузетно велико издужење при ломљењу (до 500%~700%) када се растегне, и може показати одличну отпорност на кидање при великим оптерећењима.
Примене: Због своје затезне чврстоће и отпорности на замор, широко се користи у гумама, заптивкама, амортизерима, транспортним тракама и другим пољима која захтевају високу механичку чврстоћу.
Полибутадиенска гума (БР)
Опсег затезне чврстоће: 15–25 МПа
Бутадиенска гума је позната по изузетно високој еластичности и доброј отпорности на ширење пукотина, а њена затезна чврстоћа је значајно побољшана након вулканизације и мешања, што је чини важним материјалом у многим индустријским областима.
Нитрил бутадиен гума (НБР)
Опсег затезне чврстоће: 10–20 МПа (значајно повећан након вулканизације)
Нитрилна гума се широко користи у индустријским производима због своје отпорности на уље и добре механичке чврстоће, посебно погодне за хемијски корозивна окружења.
Етилен пропилен диен мономер (ЕПДМ)
Опсег затезне чврстоће: 10–18 МПа
ЕПДМ има одличну отпорност на временске услове, отпорност на озон и топлоту, и широко се користи уаутомобилскеи грађевинске области.
силиконска гума (ВМК)
Опсег затезне чврстоће: 6–15 МПа
Силиконска гума је позната по својој отпорности на високе и ниске температуре, и упркос ниској затезној чврстоћи, истиче се у ваздухопловству и медицини.
Флуоругљена гума (ФКМ)
Опсег затезне чврстоће: 10–18 МПа
Флуороеластомери се истичу у хемијским и високотемпературним окружењима и првенствено се користе у специјалним апликацијама које су отпорне на корозију и високе температуре.
| Гумени тип | Затезна чврстоћа (МПа) | Издужење при прекиду (%) | Кључне предности |
|
ПУ |
30–50 |
500–800 |
Изузетно висока затезна чврстоћа и отпорност на хабање |
|
НР |
20–30 |
500–700 |
Висока еластичност и отпорност на ломљење |
|
БР |
15–25 |
400–600 |
Добра отпорност на ширење пукотина |
|
ЦР |
10–20 |
200–300 |
Отпорност на временске услове, отпорност на уље и отпорност на пламен |
|
НБР |
10–20 |
250–350 |
Одлична отпорност на уља и хемикалије |
|
ЕПДМ |
10–18 |
300–400 |
Отпорност на старење и отпорност на озон |
|
ВМК |
6–15 |
150–300 |
Отпорност на високе и ниске температуре и биокомпатибилност |
У погледу свеобухватних перформанси, полиуретанска гума заузима прво место са највећом затезном чврстоћом и отпорношћу на хабање, док је природна гума на другом месту по својој високој еластичности и чврстоћи. Неопрен је важан материјал у инжењерству и индустрији због своје добро избалансиране затезне чврстоће (15–25 МПа након вулканизације) и одличне временске отпорности и отпорности на ватру. У зависности од захтева специфичне примене, различити гумени материјали имају оптималан опсег употребе и предности.