Was veranlasst Gummisiegel?

Als Polymer -Elastizitätsmaterial kann Gummi während seiner Verwendung verhärtet, was zu einer Leistungsabnahme und der Auswirkungen der Lebensdauer des Produkts führt. Es gibt viele Gründe, warum Gummisiegel härten, einschließlich physikalischer, chemischer, ökologischer und technologischer Faktoren. Das Folgende wird eine eingehende Analyse vieler Aspekte sein, wie z. B. Veränderungen der Vernetzungsstruktur, Alterungsmechanismen, Formeleinflüsse, Umweltfaktoren und Verarbeitungstechnologie.

Der Mechanismus der Verhärtung von Kautschukdichtungen

Die wesentlichen Gründe für die Erhöhung der Härte von Gummisiegeln umfassen hauptsächlich:

1. Erhöhter Vernetzungsgrad-Die Vulkanisierung wird fortgesetzt, und die Vernetzungsdichte nimmt zu, was die Bewegung des Segments Kettenketten einschränkt und das Material verhärtet.

2. Verlust der Plastizität - Die Migration oder Verflüchtigung von niedrigmolekularen Substanzen wie Weichmachern und Weichmachern lässt den Gummi seine Flexibilität verlieren.

3.. Molekulare Kettenabbau - Die Hauptkette von Gummimolekülen ist gebrochen, was zu einer Schädigung der elastischen Netzwerkstruktur führt, die sich als Veränderung der Härte manifestiert.

4. Füllstoffaggregation oder Phasentrennung - Füllstoffe (z. B. Carbonschwarz, Kieselsäure) aggregieren oder in der Gummi -Matrix absetzen und die lokale Härte erhöhen.

Der Haupteinflussfaktor für die Versteifung von Gummistichtungen

Änderungen der Vernetzungsstruktur

Der Grad der Vulkanisationsvernetzung von Gummi hat einen signifikanten Einfluss auf seine Härte:

· Überzeitung: Die Vulkanisationszeit oder -temperatur ist zu hoch, was zu einer Vernerzdichte führt, die den optimalen Wert übersteigt, wodurch der Gummi hart, spröde und seine Flexibilität verliert.

· Sekundäre Vulkanisierung (Nachhöre) In einer Hochtemperaturumgebung unterliegt Gummi weiterhin Vernetzungsreaktionen, um die Härte zu erhöhen, wie ein gewisses Silikonkautschuk und Fluorkautschuk zeigen ein härtendes Phänomen bei langfristigen hohen Temperaturen.

· Übermäßiges Vulkanisierungsmittel im Vulkanisierungssystem bilden übermäßige Vulkanisierungsmittel (wie Schwefel, Peroxid und Harz) zu viele vernetzte Bindungen, was zu hartem Gummi führt.

· Vulkanisierungssysteme (wie Monosulfidbindungen, Disulfidbindungen und Polysulfidbindungen) mit unterschiedlichen Arten von vernetzten Bindungen haben unterschiedliche Auswirkungen auf die Härte von Gummi-Bindungen und Disulfidbindungen und Monosulfidbindungen sind härter als Polysulfidbindungen.

Alterungsmechanismus

Das Altern ist eine der Hauptursachen für die Verhärtung von Gummisiegeln, und häufige Alterungsfaktoren umfassen:

(1) thermisch-oxidatives Altern

· Hohe Temperatur fördert die Oxidationsreaktion zwischen Sauerstoff- und Gummimolekülen, wodurch die molekulare Kette die Vernetzungsdichte bricht oder erhöht, was zur Steifheit des Gummisiebs führt.

· Typische thermisch-oxidative Alterungsreaktionen: R-H + O2 → R-O-O-H (Peroxid) rh + o {{5} → Rooh (Peroxid) Peroxid weiter zersetzt, was die oxidative Vernetzung fördert und die Gummibänder verärgert.

(2) Ozonalterung

· Ozon kann die ungesättigten Doppelbindungen von Gummi brechen, was dazu führt, dass es oxidative Vernetzungen bildet und die Härte verbessert. Zum Beispiel ist Gummi mit Doppelbindungen wie NR, SBR, BR usw. anfällig für Ozon.

(3) Ultraviolettes Altern

UV-Strahlung löst eine readikale Reaktion aus, die die oxidative Vernetzung beschleunigt und die Gummidichtungen härtet. Insbesondere im Freien verwendeten Gummiprodukte wie Dichtungen und Reifen werden es hart und spröde, wenn sie Sonnenlicht für lange Zeit ausgesetzt sind.

(4) hydrolytisches Altern

· Gummi enthält die Estergruppe (-COO-) oder Amidgruppe (-konh-) wie Polyurethan-Gummi (PU) und Neopren-Gummi (CR) ist anfällig für Hydrolyse in einer feuchten und heißen Umgebung, was den Gummi hart oder pulverisiert macht.

(5) Strahlenalterung

Hochenergiestrahlen wie Kernstrahlung und Röntgenstrahlen können den Bruch oder die Vernetzung von Gummi-Molekularketten verursachen und so ihre Härte verändern. Beispielsweise müssen Gummiprodukte in der Luft- und Raumfahrt- und Kernindustrie speziell für Strahlungsschutzformulierungen berücksichtigt werden.

Formulierungsfaktoren

Die verschiedenen Komponenten der Gummiformulierung haben einen wichtigen Einfluss auf die Härtevariation:

Auswirkung von Füllstoffen

· Carbon-Schwarz-Hochstruktur-Carbonschwarz (z. B. N220, N330) kann die Härte erhöhen, während mit geringer Strukturschwarz (z. B. N550, N660) einen geringeren Einfluss auf die Härte hat.

· SiO₂-Füllstoff hat einen starken Verstärkungseffekt, der zu hartem Gummi führen kann, insbesondere zu dem Vernetzungseffekt der Siliziumhydroxylgruppe unter feuchten Bedingungen.

· Anorganische Füllstoffe wie Calciumcarbonat, Talk, Ton usw. erhöhen die Steifigkeit des Gummi und die Härte.

Wirkung von Weichmachern/Enthärten

· Weichmacher verflüchtigen Sie oder wandern Sie wie Paraffinöl, Naphthenöl, DOP (Dioctyl-Phthalat) usw., die nach Langzeitgebrauch migrieren oder verflüssigt werden können, was dazu führt, dass der Gummi seine Weichheit verliert und hart wird.

· Weichsprüche beeinträchtigen bestimmte Ester -Weichmacher, die sich unter hohen Temperaturen oder hydrolytischen Bedingungen zersetzen, wodurch Gummi verhärtet.

Auswirkungen von Antioxidantien

· Antioxidationstypen wie TMQ, 6PPD usw. können die thermische und oxidative Alterung wirksam verzögern und verhindern, dass der Gummi verhärtet.

· Antioxidans verbrauchungsdauer Langzeitgebrauch wird das Antioxidans allmählich erschöpft, und die Alterungsrate beschleunigt und erhöht die Härte.

Die Auswirkungen des Vernetzungssystems

· Auswahl der Vulkanisierungssysteme

Das Peroxid -Vulkanisationssystem ist schwieriger als das Schwefelvulkanisierungssystem.

Das Harzvulkanisierungssystem ist leicht zu veranlassen, dass der Gummi härtet.

Die Verwendung eines vulkanisierten Systems mit hoher Vernetzungsdichte beschleunigt die Härtung.

· Beschleunigerdosis

Zu viel Beschleuniger kann zu einer Vulkanisation führen und das Gummi verhärtet.

Eine unzureichende Beschleuniger führt zu einer unzureichenden Vulkanisierung und geringer Härte, kann jedoch in der späteren Phase weiterhin vernetzt und gehärtet werden.

Umweltfaktoren

· Die Temperatur beeinflusst die Glasübergangstemperatur (TG) von Gummi in einer Umgebung mit niedriger Temperatur, was zu harten und sogar spröden Materialsrissen wie der Erhöhung der Steifigkeit von NR und SBR bei niedrigen Temperaturen führt.

· Feuchtigkeit beeinflusst die Hydrolyse oder Vernetzung bestimmter Gummi wie PU, CR, EVA usw. in einer feuchten Umgebung, sodass die Härte zunimmt.

· Chemischer Kontakt mit Chemikalien wie Säuren, Alkalien, Ölen, Lösungsmitteln usw. verursachen Veränderungen in der chemischen Struktur des Gummi und erhöhen seine Härte.

Technologische Faktoren

· Unebenes Mischen von Füllstoffen und Vulkanisierungsmitteln kann zu einer ungleichmäßigen Vernetzungsdichte in lokalen Gebieten führen, die sich als abnormale Härte manifestiert.

· Die Vulkanisierungszeitkontrolle kann zu lang zu einer Übervulkanisierung führen, was die Härte des Gummi erhöht.

· Eine unangemessene Storatexposition an hohen Temperaturen, Sauerstoff und Ozon kann für eine lange Zeit die Vernetzung oder Alterung des Gummi verursachen, was zu Steifheit führt.