BIRLA CARBON BLOG<\/strong><\/span><\/h1><\/div>\nCONHECIMENTOS DOS ESPECIALISTAS PARA TUDO O QUE TENHA A VER COM NEGRO DE FUMO<\/p>\n<\/div>\n<\/div>
<\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>Maximizando o desempenho de fadiga de componentes de borracha<\/h1><\/h1><\/div><\/div><\/div><\/div>10 \/ 05 \/ 2021 pelo Dr. Lewis Tunnicliffe<\/p>\n<\/div>
<\/div><\/div><\/div>![\"Carbon](\"https:\/\/www.birlacarbon.com\/wp-content\/uploads\/2021\/05\/Carbon-Black-Pellets.jpg\" "\\"Carbon-Black-Pellets\\"")
<\/span><\/div><\/div><\/div><\/div>Tempo de leitura: 5 minutos<\/strong><\/p>\n<\/div>Em uma vasta gama de ind\u00fastrias, os componentes de borracha desempenham pap\u00e9is cr\u00edticos de seguran\u00e7a nas atividades todos os dias. Como tal, os componentes de borracha precisam ser dur\u00e1veis. Embora existam muitas maneiras pelas quais um componente de borracha pode falhar em servi\u00e7o, a fadiga mec\u00e2nica \u00e9 provavelmente o mecanismo de falha mais comum que afeta quase todos os componentes \u00e0 base de borracha. Em blogues futuros, exploraremos solu\u00e7\u00f5es para outros mecanismos de falha, como desgaste abrasivo e corte de cavacos, ataque qu\u00edmico, incha\u00e7o e falhas inel\u00e1sticas.<\/p>\n
![\"Haracteriza\u00e7\u00e3o](\"https:\/\/www.birlacarbon.com\/wp-content\/uploads\/2021\/05\/birla-carbon-crack-growth-analyzer-300x189.jpg\")
<\/a>Caracteriza\u00e7\u00e3o do crescimento de fendas de fadiga de alta produtividade e alta qualidade<\/p><\/div>\n
Com a fadiga mec\u00e2nica, estamos preocupados com o desempenho de longo prazo e a vida \u00fatil dos componentes de borracha, submetidos a repetidos ciclos mec\u00e2nicos de carga e descarga. Correias transportadoras, sincronizadoras e de transmiss\u00e3o, v\u00e1rios componentes de pneus, montagens AV e esteiras de ve\u00edculos, s\u00e3o todos exemplos de componentes que passam por ciclos mec\u00e2nicos repetidos durante a opera\u00e7\u00e3o.<\/p>\n
A fadiga mec\u00e2nica da borracha come\u00e7a com o in\u00edcio de fendas por n\u00e3o homogeneidades locais (precursores de fendas) dentro do composto de borracha. Este, ent\u00e3o, prossegue em ciclos de carregamento progressivos por meio do crescimento incremental de fendas atrav\u00e9s do corpo da borracha, at\u00e9 o ponto de falha catastr\u00f3fica. Com base neste mecanismo de falha, precisaremos considerar a nuclea\u00e7\u00e3o de fendas, ou seja, a homogeneidade do composto e a resist\u00eancia ao crescimento de fendas por fadiga intr\u00ednseca do composto.<\/p>\n
Os desenvolvedores de compostos geralmente s\u00e3o desafiados a estender a vida \u00fatil de fadiga de seus compostos sem sacrificar outros aspectos do desempenho. Por outro lado, os desenvolvedores buscar\u00e3o melhorar outros aspectos do desempenho do composto, como o desempenho din\u00e2mico sem sacrificar a vida \u00fatil do componente. Felizmente, temos uma estrutura cient\u00edfica rica e bem desenvolvida para enfrentar esses desafios, bem como algumas diretrizes b\u00e1sicas de sele\u00e7\u00e3o de materiais para nos ajudar.<\/p>\n
Modo de controle de deforma\u00e7\u00e3o<\/strong><\/h2>\nPrimeiro, precisamos entender as condi\u00e7\u00f5es operacionais c\u00edclicas do componente. A deforma\u00e7\u00e3o da borracha \u00e9 controlada pela aplica\u00e7\u00e3o de uma carga c\u00edclica ou pela imposi\u00e7\u00e3o de um deslocamento c\u00edclico definido? Isso \u00e9 cr\u00edtico, pois nos permite ajustar a rigidez do composto de forma a minimizar a energia armazenada durante as deflex\u00f5es, que est\u00e1 dispon\u00edvel para o crescimento de fendas. Por exemplo, sob uma condi\u00e7\u00e3o controlada por deflex\u00e3o, poder\u00edamos ter como alvo um composto mais macio para minimizar a energia armazenada no composto sob deflex\u00e3o e suprimir o crescimento de fendas. O inverso \u00e9 verdadeiro com o controle de carga, onde poder\u00edamos ter como alvo um composto mais r\u00edgido para minimizar a deflex\u00e3o do componente.<\/p>\n
Sele\u00e7\u00e3o de borracha<\/strong><\/h2>\nA sele\u00e7\u00e3o da borracha para a aplica\u00e7\u00e3o \u00e9 uma das decis\u00f5es de composi\u00e7\u00e3o mais importantes que afetam o desempenho da fadiga mec\u00e2nica. A borracha natural \u00e9 uma \u00f3tima op\u00e7\u00e3o para compostos resistentes a fendas e rasg\u00f5es. Sua capacidade de cristalizar sob aplica\u00e7\u00e3o de tens\u00e3o, leva a um auto-refor\u00e7o logo antes das pontas das fendas. Este mecanismo det\u00e9m e atenua as fendas durante as deforma\u00e7\u00f5es c\u00edclicas de relaxamento e n\u00e3o relaxante. Obviamente, nem todas as aplica\u00e7\u00f5es permitem o uso de borracha natural. Aplica\u00e7\u00f5es em temperaturas muito altas ou em condi\u00e7\u00f5es quimicamente adversas podem exigir o uso de borrachas sint\u00e9ticas espec\u00edficas. A maioria das borrachas sint\u00e9ticas n\u00e3o demonstra o not\u00e1vel comportamento de cristaliza\u00e7\u00e3o por deforma\u00e7\u00e3o da borracha natural. Em vez disso, dependem inteiramente de refor\u00e7o de part\u00edculas para restringir o crescimento de fendas e a resist\u00eancia ao rasg\u00e3o necess\u00e1rios.<\/p>\n
Sele\u00e7\u00e3o dos agentes de refor\u00e7o<\/strong><\/h2>\n![\"](\"https:\/\/www.birlacarbon.com\/wp-content\/uploads\/2021\/05\/birla-carbon-fatigure-to-failure-300x200.jpg\")
<\/a>Teste de resist\u00eancia \u00e0 fadiga de tra\u00e7\u00e3o m\u00faltipla e multi-esta\u00e7\u00e3o<\/p><\/div>\n
Os agentes de refor\u00e7o, como o negro de fumo, desempenham um papel fundamental na determina\u00e7\u00e3o do crescimento de fendas e da resist\u00eancia ao rasg\u00e3o dos componentes de borracha. A sele\u00e7\u00e3o do n\u00edvel de carregamento de formula\u00e7\u00e3o, \u00e1rea de superf\u00edcie e n\u00edvel de estrutura corretos do negro de fumo \u00e9 cr\u00edtica. Outras melhorias s\u00e3o feitas escolhendo um negro de fumo que pode alcan\u00e7ar uma boa dispers\u00e3o durante o processo de mistura do composto e tamb\u00e9m tem impurezas f\u00edsicas m\u00ednimas. O mesmo \u00e9 verdadeiro para outros co-agentes particulados na formula\u00e7\u00e3o. Os aglomerados de enchimento n\u00e3o dispersos e as impurezas da mat\u00e9ria-prima levam a um aumento no tamanho e no n\u00famero do precursor de fendas em um composto, ambos os quais t\u00eam um efeito delet\u00e9rio na vida \u00e0 fadiga.<\/p>\n
Na borracha natural, o negro de fumo reduz os n\u00edveis de deslocamento de in\u00edcio necess\u00e1rios para que ocorra a cristaliza\u00e7\u00e3o por deforma\u00e7\u00e3o, amplificando as deforma\u00e7\u00f5es locais na matriz de borracha. Isso catalisa essencialmente a capacidade de auto-refor\u00e7o da borracha natural. O negro de fumo tamb\u00e9m introduz mecanismos adicionais de dissipa\u00e7\u00e3o de energia em compostos de borracha e este \u00e9 um dos principais motivos pelos quais vemos aumentos na resist\u00eancia ao rasg\u00e3o e ao crescimento de fendas na borracha preenchida versus n\u00e3o preenchida. Mais trabalho externo precisa ser aplicado para fraturar uma borracha preenchida, a fim de compensar a energia dissipada pelo negro de fumo na zona do processo viscoel\u00e1stico antes da ponta da fenda. Isso \u00e9 especialmente cr\u00edtico para borrachas n\u00e3o cristaliz\u00e1veis.<\/p>\n
Precisamos ter cuidado aqui porque muita dissipa\u00e7\u00e3o de energia pode levar ao ac\u00famulo de calor prejudicial em componentes sob condi\u00e7\u00f5es de carregamento c\u00edclico e pode comprometer o desempenho mec\u00e2nico din\u00e2mico (por exemplo, resist\u00eancia ao rolamento). Como sempre acontece com a tecnologia de borracha, \u00e9 necess\u00e1rio um equil\u00edbrio cuidadoso.<\/p>\n
Caracterizando fadiga mec\u00e2nica<\/strong><\/h2>\nNa realidade, muito poucos componentes de borracha falham de maneiras totalmente consistentes com os testes de laborat\u00f3rio de borracha r\u00e1pidos, baratos e onipresentes, comuns em nosso setor. Testes relativamente simples, como fratura por tra\u00e7\u00e3o ou rasg\u00e3o, n\u00e3o nos fornecem o quadro completo de que precisamos para entender e projetar totalmente o desempenho de fadiga dos compostos de borracha. Felizmente, na Birla Carbon, estamos excepcionalmente bem equipados com instala\u00e7\u00f5es de \u00faltima gera\u00e7\u00e3o para investigar e caracterizar os mecanismos de fadiga mec\u00e2nica e vincul\u00e1-los \u00e0 composi\u00e7\u00e3o pr\u00e1tica da borracha. Essas instala\u00e7\u00f5es incluem equipamento de crescimento de fissura por fadiga baseado em mec\u00e2nica de fratura de alto rendimento, teste de vida de fadiga\/nuclea\u00e7\u00e3o de fenda e nossas instala\u00e7\u00f5es de microcopia de classe mundial.<\/p>\n
Entre em contato conosco para ver como podemos ajud\u00e1-lo a melhorar o desempenho de fadiga mec\u00e2nica de seu composto e componentes. Aproveitando o portf\u00f3lio exclusivo de negro de fumo da Birla Carbon e nossos extensos recursos t\u00e9cnicos, juntamente com sua experi\u00eancia em compostos e desenho, podemos trabalhar para reduzir as compensa\u00e7\u00f5es entre desempenho din\u00e2mico e durabilidade, em uma ampla gama de aplica\u00e7\u00f5es. Al\u00e9m disso, confira alguns de nossos \u00faltimos trabalhos e colabora\u00e7\u00f5es sobre esses temas nos artigos vinculados, que s\u00e3o de acesso aberto e gratuito para baixar (https:\/\/www.mdpi.com\/2073-4360\/12\/1\/203<\/a>).<\/p>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>![\"Dr.](\"https:\/\/www.birlacarbon.com\/wp-content\/uploads\/2021\/05\/dr-lewis-tunnicliffe.jpg\" "\\"dr-lewis-tunnicliffe\\"")
<\/span><\/div><\/div><\/div><\/div>Dr. Lewis Tunnicliffe<\/strong><\/p>\nO Dr. Lewis Tunnicliffe \u00e9 um cientista l\u00edder do grupo de desenvolvimento de produtos de borracha Birla Carbon. Seu trabalho envolve o desenvolvimento de novos tipos de negros de fumo e materiais sin\u00e9rgicos para melhorar o desempenho dos compostos de borracha para as ind\u00fastrias de pneus e produtos de borracha. O Dr. Tunnicliffe ingressou na Birla Carbon em 2016 e possui um Doutoramento em ci\u00eancia dos materiais (materiais de borracha) pela Queen Mary University of London. Ele est\u00e1 interessado nas propriedades de viscoelasticidade e na fadiga e fratura de materiais de borracha.<\/p>\n<\/div>
<\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>QUER SABER MAIS SOBRE O NEGRO DE FUMO E SOBRE AS PROPRIEDADES QUE O TORNAM IDEAL PARA SUAS APLICA\u00c7\u00d5ES DE PL\u00c1STICOS, REVESTIMENTOS E TINTAS?<\/span><\/p>\n<\/div><\/div><\/div><\/div>
CONHECIMENTOS DOS ESPECIALISTAS PARA TUDO O QUE TENHA A VER COM NEGRO DE FUMO<\/p>\n<\/div>\n<\/div>
Maximizando o desempenho de fadiga de componentes de borracha<\/h1><\/h1><\/div><\/div><\/div><\/div>10 \/ 05 \/ 2021 pelo Dr. Lewis Tunnicliffe<\/p>\n<\/div>
<\/div><\/div><\/div><\/span><\/div><\/div><\/div><\/div>Tempo de leitura: 5 minutos<\/strong><\/p>\n<\/div>Em uma vasta gama de ind\u00fastrias, os componentes de borracha desempenham pap\u00e9is cr\u00edticos de seguran\u00e7a nas atividades todos os dias. Como tal, os componentes de borracha precisam ser dur\u00e1veis. Embora existam muitas maneiras pelas quais um componente de borracha pode falhar em servi\u00e7o, a fadiga mec\u00e2nica \u00e9 provavelmente o mecanismo de falha mais comum que afeta quase todos os componentes \u00e0 base de borracha. Em blogues futuros, exploraremos solu\u00e7\u00f5es para outros mecanismos de falha, como desgaste abrasivo e corte de cavacos, ataque qu\u00edmico, incha\u00e7o e falhas inel\u00e1sticas.<\/p>\n
<\/a>Caracteriza\u00e7\u00e3o do crescimento de fendas de fadiga de alta produtividade e alta qualidade<\/p><\/div>\n
Com a fadiga mec\u00e2nica, estamos preocupados com o desempenho de longo prazo e a vida \u00fatil dos componentes de borracha, submetidos a repetidos ciclos mec\u00e2nicos de carga e descarga. Correias transportadoras, sincronizadoras e de transmiss\u00e3o, v\u00e1rios componentes de pneus, montagens AV e esteiras de ve\u00edculos, s\u00e3o todos exemplos de componentes que passam por ciclos mec\u00e2nicos repetidos durante a opera\u00e7\u00e3o.<\/p>\n
A fadiga mec\u00e2nica da borracha come\u00e7a com o in\u00edcio de fendas por n\u00e3o homogeneidades locais (precursores de fendas) dentro do composto de borracha. Este, ent\u00e3o, prossegue em ciclos de carregamento progressivos por meio do crescimento incremental de fendas atrav\u00e9s do corpo da borracha, at\u00e9 o ponto de falha catastr\u00f3fica. Com base neste mecanismo de falha, precisaremos considerar a nuclea\u00e7\u00e3o de fendas, ou seja, a homogeneidade do composto e a resist\u00eancia ao crescimento de fendas por fadiga intr\u00ednseca do composto.<\/p>\n
Os desenvolvedores de compostos geralmente s\u00e3o desafiados a estender a vida \u00fatil de fadiga de seus compostos sem sacrificar outros aspectos do desempenho. Por outro lado, os desenvolvedores buscar\u00e3o melhorar outros aspectos do desempenho do composto, como o desempenho din\u00e2mico sem sacrificar a vida \u00fatil do componente. Felizmente, temos uma estrutura cient\u00edfica rica e bem desenvolvida para enfrentar esses desafios, bem como algumas diretrizes b\u00e1sicas de sele\u00e7\u00e3o de materiais para nos ajudar.<\/p>\n
Modo de controle de deforma\u00e7\u00e3o<\/strong><\/h2>\nPrimeiro, precisamos entender as condi\u00e7\u00f5es operacionais c\u00edclicas do componente. A deforma\u00e7\u00e3o da borracha \u00e9 controlada pela aplica\u00e7\u00e3o de uma carga c\u00edclica ou pela imposi\u00e7\u00e3o de um deslocamento c\u00edclico definido? Isso \u00e9 cr\u00edtico, pois nos permite ajustar a rigidez do composto de forma a minimizar a energia armazenada durante as deflex\u00f5es, que est\u00e1 dispon\u00edvel para o crescimento de fendas. Por exemplo, sob uma condi\u00e7\u00e3o controlada por deflex\u00e3o, poder\u00edamos ter como alvo um composto mais macio para minimizar a energia armazenada no composto sob deflex\u00e3o e suprimir o crescimento de fendas. O inverso \u00e9 verdadeiro com o controle de carga, onde poder\u00edamos ter como alvo um composto mais r\u00edgido para minimizar a deflex\u00e3o do componente.<\/p>\n
Sele\u00e7\u00e3o de borracha<\/strong><\/h2>\nA sele\u00e7\u00e3o da borracha para a aplica\u00e7\u00e3o \u00e9 uma das decis\u00f5es de composi\u00e7\u00e3o mais importantes que afetam o desempenho da fadiga mec\u00e2nica. A borracha natural \u00e9 uma \u00f3tima op\u00e7\u00e3o para compostos resistentes a fendas e rasg\u00f5es. Sua capacidade de cristalizar sob aplica\u00e7\u00e3o de tens\u00e3o, leva a um auto-refor\u00e7o logo antes das pontas das fendas. Este mecanismo det\u00e9m e atenua as fendas durante as deforma\u00e7\u00f5es c\u00edclicas de relaxamento e n\u00e3o relaxante. Obviamente, nem todas as aplica\u00e7\u00f5es permitem o uso de borracha natural. Aplica\u00e7\u00f5es em temperaturas muito altas ou em condi\u00e7\u00f5es quimicamente adversas podem exigir o uso de borrachas sint\u00e9ticas espec\u00edficas. A maioria das borrachas sint\u00e9ticas n\u00e3o demonstra o not\u00e1vel comportamento de cristaliza\u00e7\u00e3o por deforma\u00e7\u00e3o da borracha natural. Em vez disso, dependem inteiramente de refor\u00e7o de part\u00edculas para restringir o crescimento de fendas e a resist\u00eancia ao rasg\u00e3o necess\u00e1rios.<\/p>\n
Sele\u00e7\u00e3o dos agentes de refor\u00e7o<\/strong><\/h2>\n<\/a>Teste de resist\u00eancia \u00e0 fadiga de tra\u00e7\u00e3o m\u00faltipla e multi-esta\u00e7\u00e3o<\/p><\/div>\n
Os agentes de refor\u00e7o, como o negro de fumo, desempenham um papel fundamental na determina\u00e7\u00e3o do crescimento de fendas e da resist\u00eancia ao rasg\u00e3o dos componentes de borracha. A sele\u00e7\u00e3o do n\u00edvel de carregamento de formula\u00e7\u00e3o, \u00e1rea de superf\u00edcie e n\u00edvel de estrutura corretos do negro de fumo \u00e9 cr\u00edtica. Outras melhorias s\u00e3o feitas escolhendo um negro de fumo que pode alcan\u00e7ar uma boa dispers\u00e3o durante o processo de mistura do composto e tamb\u00e9m tem impurezas f\u00edsicas m\u00ednimas. O mesmo \u00e9 verdadeiro para outros co-agentes particulados na formula\u00e7\u00e3o. Os aglomerados de enchimento n\u00e3o dispersos e as impurezas da mat\u00e9ria-prima levam a um aumento no tamanho e no n\u00famero do precursor de fendas em um composto, ambos os quais t\u00eam um efeito delet\u00e9rio na vida \u00e0 fadiga.<\/p>\n
Na borracha natural, o negro de fumo reduz os n\u00edveis de deslocamento de in\u00edcio necess\u00e1rios para que ocorra a cristaliza\u00e7\u00e3o por deforma\u00e7\u00e3o, amplificando as deforma\u00e7\u00f5es locais na matriz de borracha. Isso catalisa essencialmente a capacidade de auto-refor\u00e7o da borracha natural. O negro de fumo tamb\u00e9m introduz mecanismos adicionais de dissipa\u00e7\u00e3o de energia em compostos de borracha e este \u00e9 um dos principais motivos pelos quais vemos aumentos na resist\u00eancia ao rasg\u00e3o e ao crescimento de fendas na borracha preenchida versus n\u00e3o preenchida. Mais trabalho externo precisa ser aplicado para fraturar uma borracha preenchida, a fim de compensar a energia dissipada pelo negro de fumo na zona do processo viscoel\u00e1stico antes da ponta da fenda. Isso \u00e9 especialmente cr\u00edtico para borrachas n\u00e3o cristaliz\u00e1veis.<\/p>\n
Precisamos ter cuidado aqui porque muita dissipa\u00e7\u00e3o de energia pode levar ao ac\u00famulo de calor prejudicial em componentes sob condi\u00e7\u00f5es de carregamento c\u00edclico e pode comprometer o desempenho mec\u00e2nico din\u00e2mico (por exemplo, resist\u00eancia ao rolamento). Como sempre acontece com a tecnologia de borracha, \u00e9 necess\u00e1rio um equil\u00edbrio cuidadoso.<\/p>\n
Caracterizando fadiga mec\u00e2nica<\/strong><\/h2>\nNa realidade, muito poucos componentes de borracha falham de maneiras totalmente consistentes com os testes de laborat\u00f3rio de borracha r\u00e1pidos, baratos e onipresentes, comuns em nosso setor. Testes relativamente simples, como fratura por tra\u00e7\u00e3o ou rasg\u00e3o, n\u00e3o nos fornecem o quadro completo de que precisamos para entender e projetar totalmente o desempenho de fadiga dos compostos de borracha. Felizmente, na Birla Carbon, estamos excepcionalmente bem equipados com instala\u00e7\u00f5es de \u00faltima gera\u00e7\u00e3o para investigar e caracterizar os mecanismos de fadiga mec\u00e2nica e vincul\u00e1-los \u00e0 composi\u00e7\u00e3o pr\u00e1tica da borracha. Essas instala\u00e7\u00f5es incluem equipamento de crescimento de fissura por fadiga baseado em mec\u00e2nica de fratura de alto rendimento, teste de vida de fadiga\/nuclea\u00e7\u00e3o de fenda e nossas instala\u00e7\u00f5es de microcopia de classe mundial.<\/p>\n
Entre em contato conosco para ver como podemos ajud\u00e1-lo a melhorar o desempenho de fadiga mec\u00e2nica de seu composto e componentes. Aproveitando o portf\u00f3lio exclusivo de negro de fumo da Birla Carbon e nossos extensos recursos t\u00e9cnicos, juntamente com sua experi\u00eancia em compostos e desenho, podemos trabalhar para reduzir as compensa\u00e7\u00f5es entre desempenho din\u00e2mico e durabilidade, em uma ampla gama de aplica\u00e7\u00f5es. Al\u00e9m disso, confira alguns de nossos \u00faltimos trabalhos e colabora\u00e7\u00f5es sobre esses temas nos artigos vinculados, que s\u00e3o de acesso aberto e gratuito para baixar (https:\/\/www.mdpi.com\/2073-4360\/12\/1\/203<\/a>).<\/p>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/span><\/div><\/div><\/div><\/div>Dr. Lewis Tunnicliffe<\/strong><\/p>\nO Dr. Lewis Tunnicliffe \u00e9 um cientista l\u00edder do grupo de desenvolvimento de produtos de borracha Birla Carbon. Seu trabalho envolve o desenvolvimento de novos tipos de negros de fumo e materiais sin\u00e9rgicos para melhorar o desempenho dos compostos de borracha para as ind\u00fastrias de pneus e produtos de borracha. O Dr. Tunnicliffe ingressou na Birla Carbon em 2016 e possui um Doutoramento em ci\u00eancia dos materiais (materiais de borracha) pela Queen Mary University of London. Ele est\u00e1 interessado nas propriedades de viscoelasticidade e na fadiga e fratura de materiais de borracha.<\/p>\n<\/div>
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10 \/ 05 \/ 2021 pelo Dr. Lewis Tunnicliffe<\/p>\n<\/div>
<\/span><\/div>Tempo de leitura: 5 minutos<\/strong><\/p>\n<\/div> Em uma vasta gama de ind\u00fastrias, os componentes de borracha desempenham pap\u00e9is cr\u00edticos de seguran\u00e7a nas atividades todos os dias. Como tal, os componentes de borracha precisam ser dur\u00e1veis. Embora existam muitas maneiras pelas quais um componente de borracha pode falhar em servi\u00e7o, a fadiga mec\u00e2nica \u00e9 provavelmente o mecanismo de falha mais comum que afeta quase todos os componentes \u00e0 base de borracha. Em blogues futuros, exploraremos solu\u00e7\u00f5es para outros mecanismos de falha, como desgaste abrasivo e corte de cavacos, ataque qu\u00edmico, incha\u00e7o e falhas inel\u00e1sticas.<\/p>\n Caracteriza\u00e7\u00e3o do crescimento de fendas de fadiga de alta produtividade e alta qualidade<\/p><\/div>\n Com a fadiga mec\u00e2nica, estamos preocupados com o desempenho de longo prazo e a vida \u00fatil dos componentes de borracha, submetidos a repetidos ciclos mec\u00e2nicos de carga e descarga. Correias transportadoras, sincronizadoras e de transmiss\u00e3o, v\u00e1rios componentes de pneus, montagens AV e esteiras de ve\u00edculos, s\u00e3o todos exemplos de componentes que passam por ciclos mec\u00e2nicos repetidos durante a opera\u00e7\u00e3o.<\/p>\n A fadiga mec\u00e2nica da borracha come\u00e7a com o in\u00edcio de fendas por n\u00e3o homogeneidades locais (precursores de fendas) dentro do composto de borracha. Este, ent\u00e3o, prossegue em ciclos de carregamento progressivos por meio do crescimento incremental de fendas atrav\u00e9s do corpo da borracha, at\u00e9 o ponto de falha catastr\u00f3fica. Com base neste mecanismo de falha, precisaremos considerar a nuclea\u00e7\u00e3o de fendas, ou seja, a homogeneidade do composto e a resist\u00eancia ao crescimento de fendas por fadiga intr\u00ednseca do composto.<\/p>\n Os desenvolvedores de compostos geralmente s\u00e3o desafiados a estender a vida \u00fatil de fadiga de seus compostos sem sacrificar outros aspectos do desempenho. Por outro lado, os desenvolvedores buscar\u00e3o melhorar outros aspectos do desempenho do composto, como o desempenho din\u00e2mico sem sacrificar a vida \u00fatil do componente. Felizmente, temos uma estrutura cient\u00edfica rica e bem desenvolvida para enfrentar esses desafios, bem como algumas diretrizes b\u00e1sicas de sele\u00e7\u00e3o de materiais para nos ajudar.<\/p>\n Primeiro, precisamos entender as condi\u00e7\u00f5es operacionais c\u00edclicas do componente. A deforma\u00e7\u00e3o da borracha \u00e9 controlada pela aplica\u00e7\u00e3o de uma carga c\u00edclica ou pela imposi\u00e7\u00e3o de um deslocamento c\u00edclico definido? Isso \u00e9 cr\u00edtico, pois nos permite ajustar a rigidez do composto de forma a minimizar a energia armazenada durante as deflex\u00f5es, que est\u00e1 dispon\u00edvel para o crescimento de fendas. Por exemplo, sob uma condi\u00e7\u00e3o controlada por deflex\u00e3o, poder\u00edamos ter como alvo um composto mais macio para minimizar a energia armazenada no composto sob deflex\u00e3o e suprimir o crescimento de fendas. O inverso \u00e9 verdadeiro com o controle de carga, onde poder\u00edamos ter como alvo um composto mais r\u00edgido para minimizar a deflex\u00e3o do componente.<\/p>\n A sele\u00e7\u00e3o da borracha para a aplica\u00e7\u00e3o \u00e9 uma das decis\u00f5es de composi\u00e7\u00e3o mais importantes que afetam o desempenho da fadiga mec\u00e2nica. A borracha natural \u00e9 uma \u00f3tima op\u00e7\u00e3o para compostos resistentes a fendas e rasg\u00f5es. Sua capacidade de cristalizar sob aplica\u00e7\u00e3o de tens\u00e3o, leva a um auto-refor\u00e7o logo antes das pontas das fendas. Este mecanismo det\u00e9m e atenua as fendas durante as deforma\u00e7\u00f5es c\u00edclicas de relaxamento e n\u00e3o relaxante. Obviamente, nem todas as aplica\u00e7\u00f5es permitem o uso de borracha natural. Aplica\u00e7\u00f5es em temperaturas muito altas ou em condi\u00e7\u00f5es quimicamente adversas podem exigir o uso de borrachas sint\u00e9ticas espec\u00edficas. A maioria das borrachas sint\u00e9ticas n\u00e3o demonstra o not\u00e1vel comportamento de cristaliza\u00e7\u00e3o por deforma\u00e7\u00e3o da borracha natural. Em vez disso, dependem inteiramente de refor\u00e7o de part\u00edculas para restringir o crescimento de fendas e a resist\u00eancia ao rasg\u00e3o necess\u00e1rios.<\/p>\n Teste de resist\u00eancia \u00e0 fadiga de tra\u00e7\u00e3o m\u00faltipla e multi-esta\u00e7\u00e3o<\/p><\/div>\n Os agentes de refor\u00e7o, como o negro de fumo, desempenham um papel fundamental na determina\u00e7\u00e3o do crescimento de fendas e da resist\u00eancia ao rasg\u00e3o dos componentes de borracha. A sele\u00e7\u00e3o do n\u00edvel de carregamento de formula\u00e7\u00e3o, \u00e1rea de superf\u00edcie e n\u00edvel de estrutura corretos do negro de fumo \u00e9 cr\u00edtica. Outras melhorias s\u00e3o feitas escolhendo um negro de fumo que pode alcan\u00e7ar uma boa dispers\u00e3o durante o processo de mistura do composto e tamb\u00e9m tem impurezas f\u00edsicas m\u00ednimas. O mesmo \u00e9 verdadeiro para outros co-agentes particulados na formula\u00e7\u00e3o. Os aglomerados de enchimento n\u00e3o dispersos e as impurezas da mat\u00e9ria-prima levam a um aumento no tamanho e no n\u00famero do precursor de fendas em um composto, ambos os quais t\u00eam um efeito delet\u00e9rio na vida \u00e0 fadiga.<\/p>\n Na borracha natural, o negro de fumo reduz os n\u00edveis de deslocamento de in\u00edcio necess\u00e1rios para que ocorra a cristaliza\u00e7\u00e3o por deforma\u00e7\u00e3o, amplificando as deforma\u00e7\u00f5es locais na matriz de borracha. Isso catalisa essencialmente a capacidade de auto-refor\u00e7o da borracha natural. O negro de fumo tamb\u00e9m introduz mecanismos adicionais de dissipa\u00e7\u00e3o de energia em compostos de borracha e este \u00e9 um dos principais motivos pelos quais vemos aumentos na resist\u00eancia ao rasg\u00e3o e ao crescimento de fendas na borracha preenchida versus n\u00e3o preenchida. Mais trabalho externo precisa ser aplicado para fraturar uma borracha preenchida, a fim de compensar a energia dissipada pelo negro de fumo na zona do processo viscoel\u00e1stico antes da ponta da fenda. Isso \u00e9 especialmente cr\u00edtico para borrachas n\u00e3o cristaliz\u00e1veis.<\/p>\n Precisamos ter cuidado aqui porque muita dissipa\u00e7\u00e3o de energia pode levar ao ac\u00famulo de calor prejudicial em componentes sob condi\u00e7\u00f5es de carregamento c\u00edclico e pode comprometer o desempenho mec\u00e2nico din\u00e2mico (por exemplo, resist\u00eancia ao rolamento). Como sempre acontece com a tecnologia de borracha, \u00e9 necess\u00e1rio um equil\u00edbrio cuidadoso.<\/p>\n Na realidade, muito poucos componentes de borracha falham de maneiras totalmente consistentes com os testes de laborat\u00f3rio de borracha r\u00e1pidos, baratos e onipresentes, comuns em nosso setor. Testes relativamente simples, como fratura por tra\u00e7\u00e3o ou rasg\u00e3o, n\u00e3o nos fornecem o quadro completo de que precisamos para entender e projetar totalmente o desempenho de fadiga dos compostos de borracha. Felizmente, na Birla Carbon, estamos excepcionalmente bem equipados com instala\u00e7\u00f5es de \u00faltima gera\u00e7\u00e3o para investigar e caracterizar os mecanismos de fadiga mec\u00e2nica e vincul\u00e1-los \u00e0 composi\u00e7\u00e3o pr\u00e1tica da borracha. Essas instala\u00e7\u00f5es incluem equipamento de crescimento de fissura por fadiga baseado em mec\u00e2nica de fratura de alto rendimento, teste de vida de fadiga\/nuclea\u00e7\u00e3o de fenda e nossas instala\u00e7\u00f5es de microcopia de classe mundial.<\/p>\n Entre em contato conosco para ver como podemos ajud\u00e1-lo a melhorar o desempenho de fadiga mec\u00e2nica de seu composto e componentes. Aproveitando o portf\u00f3lio exclusivo de negro de fumo da Birla Carbon e nossos extensos recursos t\u00e9cnicos, juntamente com sua experi\u00eancia em compostos e desenho, podemos trabalhar para reduzir as compensa\u00e7\u00f5es entre desempenho din\u00e2mico e durabilidade, em uma ampla gama de aplica\u00e7\u00f5es. Al\u00e9m disso, confira alguns de nossos \u00faltimos trabalhos e colabora\u00e7\u00f5es sobre esses temas nos artigos vinculados, que s\u00e3o de acesso aberto e gratuito para baixar (https:\/\/www.mdpi.com\/2073-4360\/12\/1\/203<\/a>).<\/p>\n<\/div> Dr. Lewis Tunnicliffe<\/strong><\/p>\n O Dr. Lewis Tunnicliffe \u00e9 um cientista l\u00edder do grupo de desenvolvimento de produtos de borracha Birla Carbon. Seu trabalho envolve o desenvolvimento de novos tipos de negros de fumo e materiais sin\u00e9rgicos para melhorar o desempenho dos compostos de borracha para as ind\u00fastrias de pneus e produtos de borracha. O Dr. Tunnicliffe ingressou na Birla Carbon em 2016 e possui um Doutoramento em ci\u00eancia dos materiais (materiais de borracha) pela Queen Mary University of London. Ele est\u00e1 interessado nas propriedades de viscoelasticidade e na fadiga e fratura de materiais de borracha.<\/p>\n<\/div> QUER SABER MAIS SOBRE O NEGRO DE FUMO E SOBRE AS PROPRIEDADES QUE O TORNAM IDEAL PARA SUAS APLICA\u00c7\u00d5ES DE PL\u00c1STICOS, REVESTIMENTOS E TINTAS?<\/span><\/p>\n<\/div>![\"Haracteriza\u00e7\u00e3o](\"https:\/\/www.birlacarbon.com\/wp-content\/uploads\/2021\/05\/birla-carbon-crack-growth-analyzer.jpg\")
<\/a>Modo de controle de deforma\u00e7\u00e3o<\/strong><\/h2>\n
Sele\u00e7\u00e3o de borracha<\/strong><\/h2>\n
Sele\u00e7\u00e3o dos agentes de refor\u00e7o<\/strong><\/h2>\n
<\/a>Caracterizando fadiga mec\u00e2nica<\/strong><\/h2>\n
<\/span><\/div>