Study of mechanical behavior of elastomeric nanocomposites under large cyclic shear deformations
DOI:
https://doi.org/10.17072/1994-3598-2021-3-63-72Abstract
The paper presents the results of experimental studies of viscoelastic properties of elastomeric nanocomposites based on styrene-butadiene rubber and various nanofillers: carbon black, detonation nanodiamonds, graphene nanoplates and single-walled graphene nanotubes. Corresponding tests were also carried out for pure unfilled rubber (as a basis for comparison and analysis of results). Non-standard samples and equipment specially designed for testing at finite shear strains (deformation by hundreds of percent) were used. In order to reveal the specific features of the viscoelastic behavior of the materials under consideration, test programs with complex loading trajectories were carried out — symmetric cyclic shear deformation with increasing amplitude and stops for relaxation when the direction of the tensile machine grips movement is changed. In addition, to evaluate the strength properties of these nanocomposites, they were all subjected to standard uniaxial tensile to rupture tests at a constant strain rate. The analysis of the obtained experimental data is carried out. It was found that the greatest enhancement effect is provided by the input of carbon nanotubes — several times in comparison with other samples. In this case, the largest increase in the hysteresis loop (i.e. dissipative loss) is also observed. This circumstance is very important when using such materials as damping elements. According to the authors, the effect of mechanical enhancement at large shear strains depends on the shape of the nanofiller particles. Nanotubes, due to their huge (compared to the transverse dimensions) length and flexibility, have a much stronger effect on the rearrangement of the composite microstructure compared to other types of fillers, thereby increasing dissipative losses.Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2021 Bulletin of Perm University. Physics
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автор предоставляет Издателю журнала (Пермский государственный национальный исследовательский университет) право на использование его статьи в составе журнала, а также на включение текста аннотации, полного текста статьи и информации об авторах в систему «Российский индекс научного цитирования» (РИНЦ).
Автор даёт своё согласие на обработку персональных данных.
Право использования журнала в целом в соответствии с п. 7 ст. 1260 ГК РФ принадлежит Издателю журнала и действует бессрочно на территории Российской Федерации и за её пределами.
Авторское вознаграждение за предоставление автором Издателю указанных выше прав не выплачивается.
Автор включённой в журнал статьи сохраняет исключительное право на неё независимо от права Издателя на использование журнала в целом.
Направление автором статьи в журнал означает его согласие на использование статьи Издателем на указанных выше условиях, на включение статьи в систему РИНЦ, и свидетельствует, что он осведомлён об условиях её использования. В качестве такого согласия рассматривается также направляемая в редакцию справка об авторе, в том числе по электронной почте.
Редакция размещает полный текст статьи на сайте Пермского государственного национального исследовательского университета: http://www.psu.ru и в системе OJS на сайте http://press.psu.ru
Плата за публикацию рукописей не взимается. Гонорар за публикации не выплачивается. Авторский экземпляр высылается автору по указанному им адресу.