Damping
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Damping
En un polímero bajo compresion , una parte del estrés se usa para almacenar energía (la parte elástica), mientras que la parte restante se disipa en calor (el efecto viscoso). La diferencia entre estas cantidades es la energía disipada, también llamada trabajo de histéresis. La histéresis, también se llama fricción interna del elastómero, significa la conversión de energía mecánica en térmica, cuando se carga y se descarga. Cuanto más blando sea el elastómero, menor será su eficiencia para absorber energía mecánica, a través de su conversión en energía térmica. La conversión de energía mecánica en energía térmica es menos eficiente a altas temperaturas. La histéresis es evidente en un diagrama de esfuerzo-deformación, que muestra un ciclo completo de carga y descarga.
En varios aspectos, la amortiguación es importante para las propiedades prácticas:
tensión: si ocurre a ciertas temperaturas y frecuencias, puede contribuir a una mejor resistencia al impacto.
- Es, por supuesto, una propiedad predominante en dispositivos de amortiguación de vibraciones
- La amortiguación es responsable de la disipación de calor en condiciones de fatiga: el aumento de temperatura puede causar cambios drásticos en las propiedades del material
- El consumo de energía durante la deformación repetida, por ejemplo en neumáticos, se rige por la amortiguación
- La fricción de un neumático en la carretera también depende en gran medida de las propiedades de amortiguación del caucho
El caucho de butilo tiene una amortiguación extremadamente alta; el rebote de una bola que cae no es más del 10 o 20%, mientras que con esta última se alcanza el 80 o 90%. Un neumático de automóvil con una banda de rodadura de caucho butílico tendría un agarre excepcionalmente bueno en la carretera, pero en muy poco tiempo alcanza una temperatura intolerablemente alta. Una banda de rodadura BR, por el contrario, apenas se calienta, pero hace que el automóvil sea prácticamente inmanejable. Al mezclar con otros cauchos (NR o SBR) se puede llegar a un compromiso. Casi siempre SBR se usa en bandas de rodadura de neumáticos para turismos; Este caucho muestra un equilibrio favorable entre la acumulación de calor (h.b.u.) y el agarre. Se están realizando esfuerzos continuos para obtener mejoras adicionales en ambas direcciones, lo que, a primera vista, parece implicar una contradicción. La clave para alcanzar una mejora es el hecho de que los dos mecanismos de amortiguación tienen lugar a frecuencias muy diferentes; la generación de calor se rige por la amortiguación en la frecuencia de rotación de la rueda, pero para la fricción son relevantes frecuencias mucho más altas, es decir, aquellas en las que los elementos de volumen en mm minuto vibran cuando están en contacto con la superficie de la carretera. El problema es, por lo tanto, influir en la amortiguación en estos dos rangos de frecuencia independientemente uno del otro.Las frecuencias de fricción son tan altas que ya nos acercamos al pico en la transición vidrio-caucho, Tg. Tg puede ser elegido a voluntad; para un SBR normal es de aproximadamente –65 ° C; Un SBR con un mayor contenido de estireno muestra una Tg más alta y, por lo tanto, una mayor amortiguación y una mejor fricción. Sin embargo, el cambio del pico también da como resultado un hbu más alto. La magnitud de tan δ a temperaturas considerablemente más altas que Tg, apenas depende de T, pero se rige principalmente por la perfección de la red, en particular por el número de holguras extremos de la cadena Estos no contribuyen a la coherencia de la red, pero su movilidad libre da lugar a la amortiguación. Por lo tanto, ambos objetivos podrían alcanzarse mediante un ligero aumento de Tg (por una mayor fracción de estireno), así como una reducción del número de extremos de la cadena. Esto último, en principio, se puede lograr mediante:[image:image-2]
- mayor masa molar, si es admisible para la procesabilidad
- distribución de masa molar más estrecha (mayor —Mn)
- cadenas sin ramificación alguna
- grupos finales con cierta interacción entre ellos
- grupos finales que reaccionan específicamente con azufre
Desarrollos recientes están en otra dirección, concretamente en la creación de diferentes transiciones de vidrio-caucho mediante la formación de bloques con diferente contenido de estireno y diferente estructura estérica de las partes de la cadena de butadieno.