El efecto Payne es una característica particular del comportamiento tensión-deformación del caucho , especialmente los compuestos de caucho que contienen cargas como el negro de humo . Lleva el nombre del científico británico del caucho AR Payne , que realizó amplios estudios sobre el efecto (por ejemplo, Payne 1962). El efecto a veces también se conoce como efecto Fletcher- Gent , en honor a los autores del primer estudio del fenómeno (Fletcher & Gent 1953).
El efecto se observa en condiciones de carga cíclica con pequeñas amplitudes de deformación y se manifiesta como una dependencia del módulo de almacenamiento viscoelástico de la amplitud de la deformación aplicada . Por encima de aproximadamente 0,1% de amplitud de deformación, el módulo de almacenamiento disminuye rápidamente al aumentar la amplitud. A amplitudes de deformación suficientemente grandes (aproximadamente 20%), el módulo de almacenamiento se acerca a un límite inferior. En esa región donde el módulo de almacenamiento disminuye, el módulo de pérdida muestra un máximo. El efecto Payne depende del contenido de relleno del material y desaparece para los elastómeros sin relleno .
Físicamente, el efecto Payne se puede atribuir a cambios inducidos por la deformación en la microestructura del material, es decir, a la rotura y recuperación de enlaces físicos débiles que unen los grupos de relleno adyacentes. Dado que el efecto Payne es esencial para la rigidez dinámica y el comportamiento de amortiguación dependientes de la frecuencia y la amplitud de los casquillos de goma, neumáticos de automóviles y otros productos, en el pasado se han desarrollado modelos constitutivos para representarlo (por ejemplo, Lion et al. 2003). Similar al efecto Payne bajo pequeñas deformaciones es el efecto Mullins que se observa bajo grandes deformaciones.
Ver también
Referencias
- Fletcher WP y Gent AN (1953). No linealidad en las propiedades dinámicas de los compuestos de caucho vulcanizado, Trans. Inst. Caucho Ind. 29 , págs. 266–280
- Payne AR (1962). Las propiedades dinámicas de los vulcanizados de caucho natural cargados con negro de carbón. Parte I , J. Appl. Polym. Sci. 6 (19), págs. 57–63.
- León A., Kardelky C., Haupt P. (2003). Sobre la dependencia de frecuencia y amplitud del efecto Payne: teoría y experimentos, química y tecnología del caucho 76 pp 533-547.
- Wang, MJ (1999). El papel de la red de relleno en las propiedades dinámicas del caucho relleno. Química y tecnología del caucho , 72 (2), 430-448.
