payne效應(yīng)的概念及其測試方法和應(yīng)用

佩恩效應(yīng)佩恩效應(yīng)的定義：人們將填充橡膠的動態(tài)模量隨著應(yīng)變的增加而急劇下降的現(xiàn)象稱為Panye效應(yīng)。

對于Pyane效應(yīng)，Pyane本人的解釋是:動態(tài)模量的下降是由于填料間的物理作用力的破壞，而能量耗散的增加則是由于聚集體的不斷的破壞重組造成的。后來的許多學(xué)者，在構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)模型的時候，都延續(xù)這種觀點，只是他們模型中所采用的結(jié)構(gòu)單元彼此不同，所用的數(shù)學(xué)推導(dǎo)的方式不同。但是不管怎么樣，我們可以從Payne效應(yīng)的出一個很重要的結(jié)論:材料的動態(tài)模量隨著應(yīng)變的增加而下降，肯定是由于其中的某種或者某些網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)遭到了破壞;在動態(tài)應(yīng)變過程中，能量的耗散的增加，也主要是由于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的破壞重組而造成的。而這些網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，也正是各種不同模型的區(qū)別點。

表征填料網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在動態(tài)應(yīng)變下的變化，其最具有說服力的現(xiàn)象Pyane效應(yīng)和Mullins效應(yīng)(應(yīng)力軟化)。這兩種現(xiàn)象的本質(zhì)其實是一樣的，都是因為填充橡膠的微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化:前者是因為一些微觀結(jié)構(gòu)遭到破壞而導(dǎo)致模量的下降;后者是因為微觀結(jié)構(gòu)遭到破壞后在第二次拉伸形變時不能恢復(fù)到起初的狀態(tài)。所以只要我們搞清楚Payne效應(yīng)的本質(zhì)，就能把這兩種現(xiàn)象的內(nèi)因都清晰描述出來。

至今，已經(jīng)有很多的學(xué)者，提出各種各樣的模型試圖解釋Payne效應(yīng)的本質(zhì)。但

是這些模型的都具有一定的局限性，大致分為兩類觀點:一是認(rèn)為Pyane效應(yīng)的主要

原因是由于填料或者填料聚集體之間的相互作用形成的填料網(wǎng)絡(luò)遭到破壞，12241;另外一類則認(rèn)為，填料和基體之間各種相互作用是控制Pyane效應(yīng)根本因素。Panye效應(yīng)的實驗測定主流的試驗方法是用RPA來做，從描述分散的文章中大部分是用RPA做的。北化的趙素合老師發(fā)表過一些白炭黑的文章，她的文章中用RPA測定的試驗條件如下：RPA分析膠料的動態(tài)黏彈性能用美國Alpha公司生產(chǎn)的2000型RPA測試?；鞜捘z應(yīng)變掃描的條件為60℃×1Hz，溫度掃描條件為1Hz×0.98％；硫化膠應(yīng)變掃描條件為60℃×10Hz，頻率掃描條件為60qC×10．04％。王夢蛟老師的文章中沒有明確的寫出試驗條件，但是從圖表上看，硫化膠應(yīng)變掃描的條件為70℃×10Hz，只有溫度上的區(qū)別，但他采取的是DSA——恒雙倍應(yīng)變振幅，介于王老師的文章保密工作做得特別好，看不出使用儀器和條件，但從圖表中看測試原理應(yīng)該是和RPA是一樣的。如圖以上而其它也有用DMA做的，但和RPA相比，DMA形變量較小。條件為：頻率10Hz,溫度-70~100℃,升溫速率5℃/min。其它的就是采取一些沒有聽說過的動態(tài)力學(xué)分析儀器進行測定，例如，華南理工大學(xué)的許體文采用德國高特福公司生產(chǎn)的VISCO-ELASTOGRAPH型橡膠加工分析儀對混煉膠進行加工性能研究?；鞜捘z應(yīng)變掃描條件為:60℃,1Hz,0.7%~210%。如圖：還有，同樣是華南理工的陳坤、吳馳飛采用日本UBM的Rheogel-4000動態(tài)力學(xué)分析