Γιατί το καουτσούκ χρησιμοποιείται για την δόνηση και την απομόνωση των κραδασμών;
Η απάντηση στο ερώτημα αυτό απαιτεί να γνωρίζουμε ορισμένα βασικά στοιχεία τόσο για τα φυσικά όσο και για τα συνθετικά λάστιχα. Αυτό περιλαμβάνει τον ορισμό του τι συνήθως ονομάζουμε καουτσούκ. Το μονογραφικό σχεδιάγραμμα DM1101a του Lord Corporation (διαθέσιμο κατόπιν αιτήματος) δηλώνει ότι είναι ένα συνθετικό ή φυσικό υλικό του οποίου οι μεγάλες, σπειροειδείς αλυσίδες υψηλού μοριακού βάρους έχουν γεφυρωθεί από ορισμένα χημικά συστατικά για να σχηματίσουν ένα δίκτυο. Χαρακτηρίζεται από την ικανότητα αποδοχής και ανάκτησης από ακραίες παραμορφώσεις 200 τοις εκατό ή περισσότερο. Ο όρος ελαστομερές περιλαμβάνει το φυσικό καουτσούκ και τα πολλά συνθετικά υλικά που έχουν ιδιότητες που ομοιάζουν με καουτσούκ. "Το παρακάτω διάγραμμα δείχνει τη χημική δομή του φυσικού καουτσούκ, το cis- πολυισοπρένιο. Το φυσικό καουτσούκ αποτελείται από μεγάλες αλυσίδες αποτελούμενες από τουλάχιστον 10.000 παρόμοιες χημικές μονάδες.
Εικόνα: Χημική δομή φυσικού καουτσούκ
Εικόνα: Χημική Δομή Φυσικού Καουτσούκ
Ο Charles Goodyear ανακάλυψε το 1839 ότι όταν το λάστιχο βουλκανίζεται με θείο στους 120-220 ° C, τα μόρια καουτσούκ συνδέονται μέσω ατόμων θείου, όπως φαίνεται στο παρακάτω διάγραμμα. Αυτή η σταυρωτή σύνδεση δημιουργεί το μοριακό δίκτυο που δίνει την αντοχή του ελαστικού, την ελαστικότητα και άλλες σημαντικές μηχανικές ιδιότητες. Υπάρχουν διάφοροι τύποι βουλκανισμών που ποικίλλουν ανάλογα με τον τύπο διασυνδέσεως που συμβαίνει. Τα βουλκανισμένα με διασταυρώσεις άνθρακα-άνθρακα έχουν γενικά υψηλότερη αντοχή στη θερμοκρασία, ενώ οι βουλκανισμοί με υψηλότερους πολυσουλφιδικούς εγκάρσιους δεσμούς είναι ισχυρότεροι.
Εικόνα: Βουλκανισμός πολυισοπρενίου
Εικόνα: Vulcanization of polyisopre ne
Επιπλέον, τα ελαστικά που χρησιμοποιούνται για βιομηχανικές και μηχανικές εφαρμογές γενικά συντίθενται με πληρωτικά που επηρεάζουν τις ιδιότητες του βουλκανισμένου. Τα πληρωτικά συνήθως αποτελούνται από αιθάλη και το σκεύασμα που χρησιμοποιείται επηρεάζει σημαντικά τις ιδιότητες του καουτσούκ, όπως αντοχή σε σχίσιμο και τριβή, μέτρο, υστέρηση και ερπυσμός. Επίσης, μπορούν να προστεθούν και άλλες χημικές ουσίες που προστατεύουν το ελαστικό από το φως του ήλιου, το όζον και το οξυγόνο.
Η δυνατότητα διαμόρφωσης καουτσούκ με συγκεκριμένες ιδιότητες το καθιστά τόσο ευπροσάρμοστο και χρήσιμο σε έναν σχεδόν απεριόριστο αριθμό εφαρμογών. Το φυσικό καουτσούκ ειδικότερα είναι ιδιαίτερα πολύτιμο ως υλικό ελατηρίου λόγω της μακροζωίας, της αντοχής, του χαμηλού κόστους, της αντοχής σε ένα ευρύ φάσμα θερμοκρασιών και της ικανότητας σύνδεσης με τα μέταλλα. Το φυσικό καουτσούκ χρησιμοποιείται σε πολλούς από τους Όρους του Λόρδου μας λόγω αυτών των χαρακτηριστικών και της ικανότητάς του να μειώνει τη μετάδοση και των κραδασμών και του θορύβου σε σκληρά περιβάλλοντα. Για παράδειγμα, μπορεί να αντισταθεί στη θερμότητα και τις χημικές ουσίες που απαντώνται σε κινητήρες οχημάτων και η αντοχή του σε πρήξιμο όταν βυθίζεται σε υγρά σημαίνει ότι μπορεί επίσης να αντέξει με επιτυχία υποβρύχιες συνθήκες για πολλά χρόνια.
Ωστόσο, ακόμη και τα ελαστικά με παρόμοιες ιδιότητες μπορεί να μην εκτελούν το ίδιο σε πανομοιότυπα περιβάλλοντα. Όπως λέει ο Λόρδος στη λογοτεχνία σχεδιασμού του, ένα 50 φυσικό καουτσούκ σκληρότητας που παράγεται από μία εταιρεία θα παρουσιάζει διαφορετικά χαρακτηριστικά από τα δικά του 50 σκληρά φυσικά καουτσούκ που αναμιγνύονται για να λειτουργούν σωστά με τους απομονωτές τους. Στην πραγματικότητα, ακόμη και τα τυποποιημένα στηρίγματα μπορεί να μην είναι κατάλληλα και ο Λόρδος συνθέτει ειδικά ελαστομερή με διαφορετικούς ρυθμούς και διαστάσεις ελατηρίων όταν απαιτούνται λύσεις προσαρμοσμένες στις ανάγκες του πελάτη.
Αλλά όταν κάποιος σκέφτεται μια άνοιξη, μια εικόνα ενός σπειροειδούς μετάλλου έρχεται συνήθως στο μυαλό. Με χαλύβδινα ελατήρια, υπάρχει μια γραμμική σχέση μεταξύ της δύναμης και της εκτροπής (σκεφτείτε την κίνηση άνω και κάτω μίας μάζας αναρτημένης από μεταλλικό ελατήριο). Ωστόσο, τα ελαστικά ελατήρια μπορούν να σχεδιαστούν έτσι ώστε να παρέχουν διαφορετική ακαμψία σε μη γραμμικές διευθύνσεις. Οι διατμητικές δυνάμεις όπως η τριβή συμβαίνουν όταν δύο αντίθετες πλευρές του υλικού δοκιμάζουν τις δυνάμεις σε αντίθετες κατευθύνσεις, όπως φαίνεται στο παρακάτω διάγραμμα. Το μέτρο της διάτμησης περιγράφει τον τρόπο με τον οποίο ένα υλικό ανταποκρίνεται σε αυτόν τον τύπο τάσης και ορίζεται ως ο λόγος της διατμητικής τάσης προς το στέλεχος διάτμησης που εκφράζεται σε gigapascals (GPa). Για να το θέσουμε σε προοπτική, ένα γεμισμένο ελαστικό σε στέλεχος 2% μπορεί να έχει συντελεστή διάτμησης 0,0003 GPa έναντι 79,9 GPa για δομικό χάλυβα. Αυτό που μας λένε αυτοί οι αριθμοί είναι ότι το λάστιχο μπορεί να τεντωθεί πολύ περισσότερο από το χάλυβα προτού παραμορφωθεί μόνιμα.
Εικόνα: Διατμητικές δυνάμεις
Εικόνα: Διατμητικές δυνάμεις
Άλλα σημαντικά πλεονεκτήματα του καουτσούκ πάνω από το χάλυβα περιλαμβάνουν την ευκολία χειρισμού και τοποθέτησής του, την ικανότητα αποθήκευσης ενέργειας και την ικανότητα μετατροπής της ενέργειας σε θερμότητα όταν εκτρέπεται. Το τελευταίο χαρακτηριστικό αναφέρεται ως υστέρηση και είναι ο λόγος για τον οποίο η θερμότητα δεν συσσωρεύεται στο λάστιχο στο βαθμό που το κάνει στα μέταλλα. Το φυσικό ελαστικό χωρίς πληρωτικά εμφανίζει πολύ μικρή υστέρηση και ως εκ τούτου παρέχει διασπορά ενέργειας ή απόσβεση σε ένα σύστημα που υπόκειται σε δονητικές δυνάμεις. Η πρακτική είναι ότι σε αντίθεση με τον χάλυβα, το λάστιχο έχει κάποια εγγενή ικανότητα απόσβεσης.
Η παραπάνω συζήτηση θα πρέπει να καταστήσει σαφές γιατί το καουτσούκ είναι τόσο πολύτιμο στην απομόνωση των κραδασμών. Ωστόσο, παρέχει μόνο μερικά βασικά σημεία σε ένα πολύ περίπλοκο θέμα. Είναι σημαντικό να έχετε κατά νου ότι η επιλογή του λανθασμένου mount μπορεί να κάνει τους κραδασμούς χειρότερους από ότι δεν υπήρχαν καθόλου mount. Σας συνιστούμε να εξετάσετε τις στρατηγικές ελέγχου των κραδασμών από την αρχή της διαδικασίας σχεδιασμού του προϊόντος και να συμβουλευτείτε έναν τεχνικό της μηχανικής κατά την επιλογή υλικών και συναρμολογήσεων. Συνιστούμε επίσης να συνεργαστείτε με έναν κορυφαίο κατασκευαστή όπως ο Lord Corporation, ο οποίος διαθέτει εκτεταμένες εγκαταστάσεις και τεχνικούς πόρους για τη διεξαγωγή δοκιμών προϊόντων, υλικών και πρωτοτύπων σε πραγματικές συνθήκες. http://www.svks-rubberseal.com/oem/metal-buffer-type-at.html 
