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矽膠制品老化的四大影響因素

2022-07-30
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由于矽膠制品有上述這些優異的性能,因此它的應用範圍非常廣泛。它不僅作為航空、技術(shù)、軍事技術(shù)部門的特種材料使用,而且也用于國民經濟各部門,其應用範圍已擴到:建築、電子(zǐ)電氣、紡織、汽車(chē)、機械、皮革造紙(zhǐ)、化工輕工、金屬和(hé)油漆、醫藥醫療等。


1、接觸介質老化

暴露于自然環境中(zhōng)使用的矽膠材料,會受到空氣中(zhōng)水分的影響,或其他條件,如(rú)電力系統的外絕緣材料,在鹽污地區,極易受到鹽霧的影響,因而進行老化研究分析此種條件下(xià)的老化性能成為必須。另外,一些與油類接觸的矽膠制品,對其耐油性進行測試,提高其耐油的性能也是實際應用的研究重點。

矽膠在不同種類的油中(zhōng)的老化行為,磨損的發生一方面是由于老化的機械破損,同時也是由于材料交聯體系發生降解,産生低分子(zǐ)量的物質所造成的。流體的存在可(kě)以降低摩擦系數,但也會加速矽膠的化學降解,從而加速磨損。


2、矽膠熱氧老化

用于電容器(qì)密封的天然矽膠(NR),乙丙矽膠(EPM、EPDM)、丁苯矽膠(SBR)、丁基矽膠(IIR)、矽膠(NVQ)等等,使用過程中(zhōng)的熱氧老化都屬于此種形式。NR因含有大量不飽和(hé)雙鍵,在熱和(hé)氧的共同作用下(xià),硫化膠會産生降解反應,分子(zǐ)鍊、交聯鍵的裂解和(hé)斷裂,造成老化。

熱氧老化是自由基反應,又是氧化反應;在無氧的熱老化條件下(xià),會發生自由基分解,鍵裂解能愈低其分解愈快;聚合物因輻射線而在離(lí)子(zǐ)化的同時又會産生激發,這時分子(zǐ)裂解并生成自由基,進而主鍊斷裂及形成交聯,最後産生出各種各樣的氣體;紫外線老化中(zhōng)分子(zǐ)吸收紫外線後激發特定官能基,并分解或經過在其它官能基中(zhōng)的能量轉移等進行分解,通(tōng)過生成活性基而進行反應。

矽膠在有氧的高溫開放環境下(xià)主要發生側鍊有機基團的氧化分解反應,導緻矽膠硬化;而在無氧的高溫密閉環境下(xià),主要發生主鍊斷裂反應,生成揮發性環狀聚矽氧烷,導緻矽膠軟化。矽膠在高溫的條件下(xià)主要發生側鍊甲基的氧化反應和(hé)主鍊降解斷裂反應。


3、疲勞老化

矽膠的疲勞老化是指矽膠制品在受到某種頻率和(hé)周期應力的作用下(xià),矽膠材料的分子(zǐ)結構發生改變而出現的老化現象,是由兩個(gè)主要因素活化作用的結果,即力和(hé)熱(由于矽膠在多次變形時,産生滞後現象,使矽膠内部生熱)作用的結果。

天然矽膠的抗疲勞性能對于反複受到應力作用的減振彈性元件來說是一項極為重要的性能,它直接關(guān)系到減振功能失效與否和(hé)機車(chē)、車(chē)輛安全運行狀況,目前正逐步引起研究者的重視。


4、臭氧老化

臭氧在大氣中(zhōng)含量極低,矽膠在老化過程中(zhōng),臭氧攻擊矽膠分子(zǐ),使矽膠膨脹,緻使其表面産生裂紋。臭氧與矽膠分子(zǐ)中(zhōng)的雙鍵進行反應,生成摩爾臭氧化物和(hé)過氧化物,進而再生成臭氧化物。該臭氧化物在光和(hé)熱等的作用下(xià)分解成自由基,導緻鍊增長反應。另外,矽膠會在應力作用下(xià)産生分子(zǐ)斷裂,而不生成臭氧化物,出現龜裂老化現象。

通(tōng)過研究臭氧作用下(xià),不同種類的胎面膠,包括天然矽膠、充油甲基丁苯矽膠及聚異戊二烯矽膠與順丁矽膠的并用膠等表明,随着臭氧作用時間的延長,矽膠的使用壽命下(xià)降,且在臭氧作用短(duǎn)時間内下(xià)降迅速,證明矽膠在臭氧作用初期即有明顯降解。随臭氧作用時間的延長,壽命下(xià)降較緩。這可(kě)能是由于在聚合物分解深化階段降解過程減慢所緻。

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