Mi okozza a gumi tömítések megszilárdulását?

Polimer elasztikus anyagként a gumi felhasználása során megkeményedhet, ami a teljesítmény csökkenését és a termék szerviz élettartamát befolyásolja. Számos oka van annak, hogy a gumi tömítések megkeményednek, beleértve a fizikai, kémiai, környezeti és technológiai tényezőket. Az alábbiakban bemutatjuk a sok szempont mélyreható elemzését, például a térhálósodás szerkezetének változásait, az öregedési mechanizmusokat, a képlet-hatásokat, a környezeti tényezőket és a feldolgozási technológiát.

A gumi tömítések megkeményedésének mechanizmusa

A gumi tömítések keménységének növekedésének alapvető okai elsősorban:

1. A keresztkötés fokozott foka-A vulkanizáció folytatódik, és a térhálósodás sűrűsége növekszik, ami korlátozza a gumi lánc szegmens mozgását és megkeményíti az anyagot.

2. Plaszticitási veszteség - Az alacsony molekuláris anyagok, például a lágyítók és a lágyítók vándorlása vagy illékonysága miatt a gumi elveszíti rugalmasságát.

3. Molekuláris lánc lebomlása - A gumi molekulák fő lánca megszakad, ami az elasztikus hálózati struktúra károsodását eredményezi, amely a keménységváltozásként nyilvánul meg.

4. töltőanyag -aggregáció vagy fázis elválasztás - töltőanyagok (pl. Szénfekete, szilícium -dioxid) aggregátum vagy a gumi mátrixba helyezve, növelve a helyi keménységet.

A gumi tömítések merevítésének fő befolyásoló tényezője

Változások a térhálósítási szerkezetben

A gumi vulkanizációs térhálósításának mértéke jelentős hatással van annak keménységére:

· Túlkálás: A vulkanizációs idő vagy hőmérséklet túl magas, ami a térhálósítási sűrűségnek meghaladja az optimális értéket, ami miatt a gumi keményvé, törékenyé válnak és elveszítik rugalmasságát.

· A szekunder vulkanizáció (utószerelés) magas hőmérsékletű környezetben a gumi továbbra is térhálósítási reakciókon megy keresztül a keménység növelése érdekében, például néhány szilikon gumi és fluor gumi hosszú távú magas hőmérsékleten keményítő jelenséget mutatnak.

· A vulkanizáló rendszerben a túlzott vulkanizáló szerek, a túlzott vulkanizáló szerek (például kén, peroxid és gyanta) túl sok térhálósított kötést képeznek, ami kemény gumihoz vezet.

· A vulkanizációs rendszerek (például a monoszulfidkötések, a diszulfidkötések és a poliszulfidkötések) különféle típusú, térhálósított kötésekkel eltérő hatással vannak a gumi keménységére, és a diszulfidkötések és a monoszulfid kötések nehezebbek, mint a poliszulfidkötések.

Öregedő mechanizmus

Az öregedés az egyik fő oka a gumi tömítések megkeményedésének, és a közös öregedési tényezők a következők:

(1) Termális oxidatív öregedés

· A magas hőmérséklet elősegíti az oxigén és a gumi molekulák közötti oxidációs reakciót, ami a molekuláris lánc megszakadását vagy növelését okozta a térhálósítási sűrűségnek, ami a gumi tömítés merevségét eredményezi.

· Tipikus termikus oxidatív öregedési reakciók: R-H + O2 → R-O-O-H (peroxid) Rh + O _2 → RoOH (peroxid) peroxid tovább bomlik, ami elősegíti az oxidatív térhálósítást és megkönnyíti a gumi tömítést.

(2) ózon öregedés

· Az ózon megszakíthatja a gumi telítetlen kettős kötéseit, így oxidatív keresztkötéseket képez és javítja a keménységet. Például a kettős kötésű gumi, például az NR, SBR, BR stb., Az ózonra hajlamos.

(3) ultraibolya öregedés

Az UV sugárzás szabad gyökök reakciót vált ki, amely felgyorsítja az oxidatív térhálósodást és megkeményíti a gumi tömítéseket. Különösen a szabadban használt gumitermékek, például a tömítések és a gumiabroncsok, kemények és törékenyek lesznek, ha hosszú ideig napfénynek vannak kitéve.

(4) Hidrolitikus öregedés

· Az észtercsoportot (-coo-) vagy amid-csoport (-Conh-), például a poliuretán gumi (PU) és a neoprén gumi (CR), hajlamos a hidrolízisre párhuzamos és forró környezetben, a gumi keményen vagy porlasztva.

(5) sugárzás öregedés

A nagy energiájú sugarak, például a nukleáris sugárzás és a röntgenfelvételek a gumi molekuláris láncok törését vagy térhálósítását okozhatják, ezáltal megváltoztatva a keménységüket. Például a repülőgép- és nukleáris iparágakban található gumitermékeket kifejezetten a sugárterület -készítményeknél kell figyelembe venni.

Megfogalmazási tényezők

A gumi készítmény különböző alkotóelemei fontos hatással vannak a keménységi variációra:

A töltőanyagok hatása

· A szén-fekete nagy szerkezetű szén-fekete fekete (pl. N220, N330) növeli a keménységet, míg az alacsony struktúrájú szén-fekete fekete (pl. N550, N660) kevesebb hatással van a keménységre.

· A Sio₂ töltőanyag erős megerősítési hatással van, ami kemény gumihoz vezethet, különösen a szilícium-hidroxilcsoport térhálósító hatását nedves körülmények között.

· A szervetlen töltőanyagok, például a kalcium -karbonát, a talkum, az agyag stb., Túl sok növeli a gumi merevségét és növeli a keménységet.

A lágyítók/lágyítók hatása

· A lágyítószerek, például a paraffinolaj, naftenikus olaj, DOP (dioktil-ftalát) stb., Amelyek hosszú távú használat után vándorolhatnak vagy tükröződhetnek, és a gumi lágyságát és nehézségét okozhatja.

· A lágyítók lebontják bizonyos észter -lágyítókat, amelyek magas hőmérsékleten vagy hidrolitikus körülmények között bomlanak, a gumi keményedő.

Antioxidánsok hatása

· Az antioxidáns típusok, például a TMQ, 6ppd stb., Hatékonyan késleltethetik a termikus és oxidatív öregedést, és megakadályozzák a gumi keményedését.

· Az antioxidáns fogyasztás hosszú távú felhasználása, az antioxidáns fokozatosan kimerül, és az öregedési sebesség felgyorsul, növekvő keménységgel.

A térhálósító rendszer hatása

· Vulkanizációs rendszer kiválasztása

A peroxid vulkanizációs rendszer nehezebb, mint a kén vulkanizációs rendszer;

A gyanta vulkanizációs rendszere könnyű megkeményedni a gumit;

A nagy térhálósítási sűrűségű vulkanizált rendszer használata felgyorsítja a keményedést.

· Gyorsító adagolása

A túl sok gyorsító vulkanizációnként, a gumi megkeményedéséhez vezethet;

Az elégtelen gyorsító nem vezet elegendő vulkanizációhoz és alacsony keménységhez, de a későbbi szakaszban továbbra is térhálósodhat és megkeményedhet.

Környezeti tényezők

· A hőmérséklet alacsony hőmérsékletű környezetben befolyásolja a gumi üveg átmeneti hőmérsékletét (TG), ami kemény és még törékeny anyagok repedését eredményezi, például az NR és az SBR merevségének növekedését alacsony hőmérsékleten.

· A páratartalom befolyásolja bizonyos gumók, például PU, CR, EVA stb. Hidrolízisét vagy keresztkötését, nedves környezetben, így a keménység növekszik.

· Kémiai érintkezés olyan vegyi anyagokkal, mint a savak, lúg, olajok, oldószerek stb., A gumi kémiai szerkezetében változásokat okoz, növelve annak keménységét.

Technológiai tényezők

· A töltőanyagok és a vulkanizáló szerek egyenetlen keverése egyenetlen térhálósítási sűrűséghez vezethet a helyi területeken, ami rendellenes keménységként nyilvánul meg.

· A vulkanizációs idővezérlés A vulkanizációs idő túl hosszú ideig túlvulkanizációhoz vezethet, ami növeli a gumi keménységét.

· A magas hőmérséklet, az oxigén és az ózon nem megfelelő tárolási expozíciója hosszú ideig a gumi keresztkötését vagy öregedését okozhatja, ami merevséget eredményez.