ゴム製品の引張強度と伸びを向上させる方法

ゴム製品の引張強度と伸びを向上させます。高引張強度配合は、天然ゴム製品、クロロプレンゴム製品、クロロフルオロエチレンゴム製品などの結晶性ゴムを使用し、ゴム含有量は約60%に達することができます。さらに、カーボンブラックやホワイトカーボンブラックなどの優れた補強充填剤を使用し、均一に分散させます。ホワイトカーボンブラックを使用する場合、配合量は25部を超えないようにしてください。

非結晶性ゴムを使用する場合は、補強剤の量を増やし、均一な分散に注意し、加硫速度の速い加硫系を使用してください。硫黄の量を減らし、軟化剤や可塑剤を使用して伸びの大きいゴム製品を得てください。促進剤はチアゾール系とし、硫黄加硫曲線の平坦性を維持するために量を適切に増やし、充填剤は少なめに配合してください。粘土を使用するのが良く、カーボンブラックも使用できますが、特にソフトカーボンブラックが適しています。

ゴム製品の強度に影響を与える要因は数多くあります。架橋密度に加えて、主な要因は以下のとおりです。
1) 変形速度と強度の時間依存性は、すべての材料に共通する法則です。急速な力の付加では、ゴム製品の強度は低速時よりも高くなります。これは、急速な力が加えられたとき分子鎖がまだ伸びる時間がなく、鎖がまだ張力を受けていないためです。したがって、破断する可能性が減少し、強度が増加します。
2) 伸長結晶性および非結晶性ゴム製品の配合強度は比較的低くなります。伸長結晶性を有する天然ゴム製品では、適切な加硫系を選択すると、強度は約250 kg/cmに達することができます。これは、天然ゴム製品が伸びの増加に伴い引張方向に結晶化するためです。天然ゴム製品の結晶化には約2秒以上、わずかな時間未満かかり、高速試験条件下では補強を示しません。
3) 温度により、測定される引張強度は異なります。合成ゴム、特に極性の大きいゴム製品は、低温では引張強度が高く、高温では引張強度が低くなります。補強剤の使用により強度を高めることはできますが、それでも天然ゴム加硫ゴム製品には及びません。この欠点を改善するために、化学架橋を生じ得る官能基を合成ゴム製品に導入して主原子価結合を形成させるか、あるいは活性水素原子を持つ化学構造を有するように構造を設計し、反応性ハロゲンを利用して架橋を増やし、ゴム製品の強度を向上させることができます。
4) 分子量と強度は分子量の増加とともに増加します。これは、分子鎖が長い場合、分子間の力が大きく、分子鎖の柔軟性が比較的増加するためです。例えば、分子鎖上に極性置換基がある場合、その二次価が増加すると、その強度も増加します。

5) 分岐とゲル化。重合過程または高温および強い機械的作用の下で、ゴム製品の分子に分岐鎖を生じさせることができます。分岐鎖の存在により高分子の配列が不規則になります。加硫後、ゴム製品は網目構造になります。不完全な構造は亀裂を生じさせ、強度を低下させる可能性があります。重合過程で生成されるゲルもゴム分子の規則性を破壊し、ゴム製品メーカーの強度を低下させます。