English version

Formularz logowania

zarejestruj się


Drukuj

D. Bieliński

Warstwa wierzchnia a tarcie elastomerów

Polimery 2001, nr 10, 684


Streszczenie

Metodami mikroskopii sił atomowych (AFM), mikroindentacji, spektroskopii fotoelektronowej (XPS), mikroanalizy chemicznej oraz mikrotribologii zbadano sklad chemiczny fizycznej warstwy wierzch­niej (głębokość g ≤ 5 nm) oraz wlaściwości mechaniczne technicznej warstwy wierzchniej (g = 2-6 mm) wulkanizatów cis-1,4-poliizoprenu (IR) o zbliżonej gęstości usieciowania (tabela 1) różniących się stop­niem siarczkowości węzłów sieci przestrzennej (tabela 2). Zwrócono uwagę na zjawisko migracji małocząsteczkowych substancji wchodzących w skład zespołu sieciującego oraz produktów ubocznych wulkanizacji na powierzchnię próbek. Niektóre z tych substancji, np. stearynian cynku, tworzą warstwę zewnętrzną, która działa jak swego rodzaju smar (rys. 1). Siła tarcia wulkanizatów poddanych ekstrakcji wzrasta kilkakrotnie w porównaniu z siłą tarcia tych samych próbek badanych przed ekstrakcją. Stwierdzono istnienie powierzchniowego gradientu twardości, który nie jest spowodowany nadmiarem substancji sieciujących, migrujących na powierzchnię. Najprawdopodobniej stanowi on przejaw „dojrzewania” sieci przestrzennej, polegającego na przegrupowaniu wiązań polisiarczkowych z utworzeniem większej liczby mostków monosiarczkowych. Nie można również wykluczyć wpływu slabej przewodności cieplnej elastomerów, odpowiedzialnej za gradient temperatury wulkanizacji. Wzrost swobodnej energii powierzchniowej, będący skutkiem większej polarności wulkanizatów o węzłach polisiarczkowych, wraz ze wzrostem stratności mechanicznej technicznej warstwy wierzchniej [mierzonej jako stosunek twardości do modułu Younga (H/E)] tłumaczą wyniki badań tribologicznych w mikroskali (rys. 4). Tarcie wulkanizatów rośnie wraz ze wzrostem stopnia siarczkowości węzłów sieci (rys. 5).


Słowa kluczowe: wulkanizaty cis-1,4-poliizoprenu, warstwa wierzchnia, zespół sieciujący, migracja powierzchniowa, mikroindentacja, tarcie

D. Bieliński (532.2 KB)
Warstwa wierzchnia a tarcie elastomerów