Springen naar inhoud

E-modulus van rubber bij verhoogde temperatuur


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Roy8888

    Roy8888


  • >250 berichten
  • 581 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 06 augustus 2013 - 17:14

Volgens mijn boek (kunststoffen in het kort) wordt rubber stijver naarmate de temperatuur wordt verhoogd... Als dit zo is, waarom is er dan een dalende lijn te zien in de grafiek waarin de temperatuur is uitgezet als functie van de E-modulus?

Volgens het boek is het zo dat wanneer rubber wordt verwarmd, het terug wil naar een niet ordelijk staat. De ''slierten'' raken dus in de knoop waardoor de stijfheid toeneemt. Maar wanneer je het rubber blijft verwarmen moet het ooit overgaan in een vloeibare toestand, en dat kan alleen wanneer alle ''slierten'' waaruit het rubber is opgebouwd helemaal ontknoopt zijn... Dit klinkt dus eigenlijk een beetje tegenstrijdig..

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Marko

    Marko


  • >5k berichten
  • 8935 berichten
  • VIP

Geplaatst op 06 augustus 2013 - 19:37

Over welk gedeelte in de grafiek heb je het dan? En ook belangrijk: Over de grafiek behorende bij welk materiaal?

Een conventioneel rubber zal overigens niet smelten, ook niet "ooit". Waarom niet?

Cetero censeo Senseo non esse bibendum


#3

Roy8888

    Roy8888


  • >250 berichten
  • 581 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 06 augustus 2013 - 22:02

Het gaat niet over een specifiek type rubber. Er staat alleen dat rubber stijver wordt bij hogere temperatuur... Maar als je kijkt naar bijv een willekeurigr grafiek met tijd als functie van E modulus dan wordt de E medulus niet hoger naarmate de tijd vordert.

Rubbers kunnen voordat ze gevulkaniseerd zijn wel vloeien toch?

#4

Marko

    Marko


  • >5k berichten
  • 8935 berichten
  • VIP

Geplaatst op 06 augustus 2013 - 23:14

Aan "een willekeurige grafiek" hebben we niet zoveel. Jij zegt dat je een grafiek ziet waarin de E-modulus alleen maar daalt als functie van temperatuur. Zolang niet duidelijk is welke grafiek je dan ziet valt er niet zo veel over te zeggen.

Misschien is je boek fout (kan ik me niet zo goed voorstellen, de schrijver was een vooraanstaand polymeerchemicus), misschien kijk je naar een grafiek die niet bij rubber hoort, misschien is er iets anders aan de hand, daar valt op deze manier niet zo veel over te zeggen.

Wat betreft het feit dat de modulus van rubber toeneemt bij stijgende temperatuur heeft je boek het bij het rechte eind, en ook bij het feit dat dat te maken heeft met wanorde. (rubberelasticiteit is een entropisch effect)

Cetero censeo Senseo non esse bibendum


#5

Roy8888

    Roy8888


  • >250 berichten
  • 581 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 07 augustus 2013 - 10:17

Het gaat over een thermoplast wanneer deze de glastemperatuur bereikt en dus in de rubber toestand is. het grafiekje dat erbij hoort is deze:

amorf.png

Er staat dus dat de temperatuur de E-modulus doet toenemen, terwijl dit in bijvoorbeeld deze grafiek niet te zien is.

Zelfs bij gewoon rubber is niet te zien dat de E-modulus stijgt.

rubber.png

Overigens zei je dat een conventioneel rubber nooit zal smelten.. Maar het klopt toch dat een rubber eigenlijk een thermoplast is, en dus kan smelten, totdat het gevulkaniseerd is?

Veranderd door Roy8888, 07 augustus 2013 - 10:23


#6

Marko

    Marko


  • >5k berichten
  • 8935 berichten
  • VIP

Geplaatst op 07 augustus 2013 - 22:14

Het plaatje in het boek is niet heel duidelijk. Met wat fantasie zie je er een stijgende lijn in, maar kan me voorstellen dat jij vindt dat ie horizontaal loopt. Zie hier voor een plaatje waarin de lijn wel (iets, maar toch duidelijk) omhoog loopt:

http://upload.wikime...plateau.svg.png

Sterker dan dit effect moet je het ook niet verwachten. De afhankelijkheid is "slechts" lineair met T; welbepaald met de absolute temperatuur. Je hebt het dus over een toename van bijvoorbeeld 270 K naar 360 K, een toename van 30% dus. En hou in de gaten dat de E-modulus op de y-as logaritmisch is uitgezet. Dat plat alles enorm af.

De verschillen tussen rubberplateau en glastoestand en tussen rubberplateau en smelt zijn véél groter dan de verandering binnen het gebied van het rubberplateau. Ik vermoed ook dat het tweede plaatje daarom zo plat getekend is.

Wat betreft rubber; ik bedoelde de algemene term rubber, niet specifiek natuurrubber. Beter had ik "elastomeer" gezegd. Gevulcaniseerd natuurruber is een elastomeer. Natuurrubber bevat van zichzelf inderdaad zo weinig crosslinks dat je het als thermoplast mag beschouwen.

Maar begrijp je waarom een elastomeer niet kan smelten?

Cetero censeo Senseo non esse bibendum


#7

Roy8888

    Roy8888


  • >250 berichten
  • 581 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 09 augustus 2013 - 15:11

In dat plaatje is het idd een stukje duidelijker... Een elastomeer kan niet smelten omdat er zwavelverbindingen zijn aangebracht die de ketens bij elkaar houden als ik het goed heb... Bij rubbers heb je net als bij thermoharders geen losse ketens maar netwerken...

Dan nog een ander vraagje. Als je een keten hebt met bijvoorbeeld koolstofatomen als hoofdatoom, en daaraan zijgroepen bevestigd van bijvoorbeeld waterstofatomen, kunnen die koolstofatomen dan in alle richtingen draaien?

In het boek staat namelijk dat je drie manieren hebt waarin zijgroepen zijn geplaatst: Isotactisch syndiotactisch en atactisch, en dat de pootjes aan het koolstof als ze eenmaal geplaatst zijn nooit meer een andere positie kunnen aannemen. Maar verderop staat dat de zijgroepen kunnen verdraaien bij aangebrachte belasting of hogere temperatuur

#8

Marko

    Marko


  • >5k berichten
  • 8935 berichten
  • VIP

Geplaatst op 09 augustus 2013 - 16:34

In dat plaatje is het idd een stukje duidelijker... Een elastomeer kan niet smelten omdat er zwavelverbindingen zijn aangebracht die de ketens bij elkaar houden als ik het goed heb... Bij rubbers heb je net als bij thermoharders geen losse ketens maar netwerken...


Dat laatste is wel goed, dat eerste (over zwavelverbindingen) niet. Natuurrubber wordt (kan worden) gevulcaniseerd met zwavel, maar maak a.u.b. goed onderscheid tussen het specifieke materiaal "rubber" en de algemene term "elastomeer". Het helpt natuurlijk niet dat elastomeren doorgaans ook rubbers worden genoemd, maar goed. Voor de volledigheid: rubber is een elastomeer. Elastomeren worden doorgaans rubber genoemd. Maar niet alle elastomeren zijn gecrosslinked met zwavel (dat is eigenlijk het punt dat ik wil maken).

Het draait dus om de cross-links, of die van zwavel zijn doet er niet zo toe.

Dan nog een ander vraagje. Als je een keten hebt met bijvoorbeeld koolstofatomen als hoofdatoom, en daaraan zijgroepen bevestigd van bijvoorbeeld waterstofatomen, kunnen die koolstofatomen dan in alle richtingen draaien? In het boek staat namelijk dat je drie manieren hebt waarin zijgroepen zijn geplaatst: Isotactisch syndiotactisch en atactisch, en dat de pootjes aan het koolstof als ze eenmaal geplaatst zijn nooit meer een andere positie kunnen aannemen. Maar verderop staat dat de zijgroepen kunnen verdraaien bij aangebrachte belasting of hogere temperatuur


Ze kunnen wel draaien maar niet van plaats verwisselen. Het C-atoom draait ten opzichte van het C-atoom waar het aanzit. (Je kunt dus langs de C-C binding draaien). Daarbij houden de groepen die aan de C-atomen zitten hun positie ten opzichte van dat C-atoom.

Neem als voorbeeld 3 kinderen op een draaimolen. Met de klok mee zijn dat Jan, Kees en Piet. De draaimolen kun je alle kanten op draaien, maar Jan, Kees en Piet zullen steeds in dezelfde volgorde op die draaimolen zitten.

Cetero censeo Senseo non esse bibendum


#9

Roy8888

    Roy8888


  • >250 berichten
  • 581 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 09 augustus 2013 - 18:38

Dat van de elastomeren wist ik inderdaad niet! Ik dacht namelijk dat alle elastomeren rubbers waren.. Wat betreft het draaien van de koolstofatomen is me nu ook helemaal duidelijk. Bedankt voor je uitleg!





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures