定伸応力解析

定伸応力とは、ゴムなどの材料の力学的性能を測定する重要な指標で、引張試験において試料が予め設定された長さ(例えば、100%、200%、300%、500%など)に達するために、単位断面積に受ける力のことです。このパラメーターは直接材料の引張作用の下での抵抗変形能力を反映し。

定伸応力の具体例。例えば、断面積1平方センチメートルの試料を元の長さの2倍の長さに伸ばすには490ニュートン(力50キログラム相当)の負荷がかかるとし。100%の定伸応力は490パスカル(力50キログラム/平方センチメートル)となり、引張強度を測る重要な値となり。

定伸応力に影響を与える主な要因は以下の通り。

分子量:ゴム材料の分子量が大きいほど、その分子の鎖が長くなればなるほど、お互いに絡み合う程度が高くなるので、引き伸ばす時に抵抗変形する能力が強くなり、定伸応力が相応に増大し。

分子量分布:分子量分布が狭いと、材料中の分子鎖の長さが比較的均一であることを意味しますが、全体構造が緩くなり、定伸応力と硬度が低下し。

分子間力:分子間力(例えばファンデルワールス力、水素結合など)を強化すると材料の凝集強度が著しく向上し、さらに定伸応力が増加し。

架橋密度:架橋はゴム分子の鎖の間に形成される化学結合で、それらは橋のように異なる分子の鎖を連結して、材料の全体性と弾性を強化し。架橋密度の増加は材料の定伸応力と硬度を高め、従来の硫化系では架橋を促進することでこの効果を達成していました。

フィラー特性:フィラーの粒径が小さいほど、構造度が高いほど、表面活性が強いと用量が大きいほど、すべてフィラーとゴム基体間の相互作用を強めることができ、それによって定伸応力と硬度を高め。

柔軟剤の用量:柔軟剤は主にゴムの加工性と柔軟性を改善するために使われますが、過剰に使うと分子鎖間の相互作用を弱め、定伸応力と硬度の低下を招き。

ドングリ混合:ゴムとプラスチックを混合することによって、両者の長所を総合することができます。定伸応力と硬度を高めます。例えば、NR(天然ゴム)/PE(ポリエチレン)、HS(ヒドロブタンゴム)混合、NBR(ニトリルゴム)/PVC(ポリ塩化ビニル)混合、そしてEPDM(トリルプロピレン)/PP(ポリプロピレン)混合などが、材料性能を向上させる一般的な手法。

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