Τι προκαλεί τη σκληρή σφραγίδα των καουτσούκ;

Ως πολυμερές ελαστικό υλικό, το καουτσούκ μπορεί να σκληρύνει κατά τη χρήση του, με αποτέλεσμα τη μείωση της απόδοσης και επηρεάζοντας τη διάρκεια ζωής του προϊόντος. Υπάρχουν πολλοί λόγοι για τους οποίους οι σφραγίδες από καουτσούκ σκληρύνουν, συμπεριλαμβανομένων φυσικών, χημικών, περιβαλλοντικών και τεχνολογικών παραγόντων. Τα ακόλουθα θα είναι μια σε βάθος ανάλυση πολλών πτυχών, όπως οι αλλαγές δομής διασύνδεσης, οι μηχανισμοί γήρανσης, οι επιρροές του τύπου, οι περιβαλλοντικοί παράγοντες και η τεχνολογία επεξεργασίας.

Ο μηχανισμός σκλήρυνσης των σφραγίδων από καουτσούκ

Οι βασικοί λόγοι για την αύξηση της σκληρότητας των στεγανών καουτσούκ περιλαμβάνουν κυρίως:

1. Αυξημένος βαθμός διασταυρούμενης σύνδεσης-Η βουλκανοποίηση συνεχίζεται και η πυκνότητα σταυρωτής σύνδεσης αυξάνεται, γεγονός που περιορίζει την κίνηση του τμήματος της αλυσίδας καουτσούκ και σκληραίνει το υλικό.

2. Απώλεια πλαστικότητας - Η μετανάστευση ή η πτητικότητα των χαμηλών μοριακών ουσιών, όπως οι πλαστικοποιητές και τα μαλακτικά, κάνουν το καουτσούκ να χάσει την ευελιξία του.

3. Η υποβάθμιση της μοριακής αλυσίδας - η κύρια αλυσίδα των μόρια από καουτσούκ είναι σπασμένη, με αποτέλεσμα τη βλάβη της δομής του ελαστικού δικτύου, η οποία εκδηλώνεται ως μεταβολή της σκληρότητας.

4. ΣΥΝΔΥΑΣΜΟΣ ΠΛΗΡΩΜΗΣ ή Διαχωρισμός Φάσης - Τα πληρωτικά (π.χ. άνθρακα μαύρα, πυριτικά) συσσωματώνονται ή εγκαθίστανται στη μήτρα από καουτσούκ, αυξάνοντας την τοπική σκληρότητα.

Ο κύριος παράγοντας επηρεασμού της ενίσχυσης των σφραγίδων από καουτσούκ

Αλλαγές στη δομή διασύνδεσης

Ο βαθμός διασταύρωσης βουλκανισμού του καουτσούκ έχει σημαντική επίδραση στη σκληρότητα του:

· Υπερβολική: Ο χρόνος βουλκανισμού ή η θερμοκρασία είναι πολύ υψηλός, με αποτέλεσμα μια πυκνότητα διασύνδεσης που υπερβαίνει τη βέλτιστη τιμή, προκαλώντας το καουτσούκ να γίνει σκληρό, εύθραυστο και να χάσει την ευελιξία του.

· Δευτερεύουσα βουλκανοποίηση (μετά τη μετακίνηση) Σε περιβάλλον υψηλής θερμοκρασίας, το καουτσούκ συνεχίζει να υφίσταται αντιδράσεις διασταυρούμενης σύνδεσης για να αυξήσει τη σκληρότητα, όπως κάποια καουτσούκ σιλικόνης και καουτσούκ φθορίου θα δείξει ένα φαινόμενο σκλήρυνσης σε μακροχρόνιες υψηλές θερμοκρασίες.

· Ο υπερβολικός βουλκανισμός στο σύστημα βουλκανισμού, οι υπερβολικοί βουλκανικοί παράγοντες (όπως το θείο, το υπεροξείδιο και η ρητίνη) θα σχηματίσουν πάρα πολλούς δεσμούς που συνδέονται με διασυνδέσεις, με αποτέλεσμα το σκληρό καουτσούκ.

· Τα συστήματα βουλκανοποίησης (όπως οι δεσμοί μονοσουλφιδίου, οι δεσμοί δισουλφιδίου και οι δεσμοί πολυσουλφιδίου) με διαφορετικούς τύπους δεσμών διασύνδεσης έχουν διαφορετικές επιδράσεις στην σκληρότητα του καουτσούκ και οι δισουλφιδικούς δεσμούς και οι δεσμοί μονοσουλφιδίου είναι σκληρότεροι από τους δεσμούς πολυσουλφιδίου.

Μηχανισμός γήρανσης

Η γήρανση είναι μια από τις κύριες αιτίες σκλήρυνσης των στεγανοποιήσεων από καουτσούκ και οι παράγοντες της κοινής γήρανσης περιλαμβάνουν:

(1) Θερμική οξειδωτική γήρανση

· Η υψηλή θερμοκρασία θα προάγει την αντίδραση οξείδωσης μεταξύ των μορίων οξυγόνου και του καουτσούκ, προκαλώντας τη διάσπαση ή την αύξηση της πυκνότητας της διασύνδεσης, με αποτέλεσμα την ακαμψία της στεγανοποίησης από καουτσούκ.

· Τυπικές αντιδράσεις θερμικής οξειδωτικής γήρανσης: R-Η + Ο2 → R-O-O-H (υπεροξείδιο) RH + O _2 → Rooh (υπεροξειδικό) υπεροξείδιο περαιτέρω αποσυνθέτει, γεγονός που προάγει την οξειδωτική διασύνδεση και σκληρύνει τη σφραγίδα από καουτσούκ.

(2) γήρανση του όζοντος

· Το όζον μπορεί να σπάσει τους ακόρεστους διπλούς δεσμούς καουτσούκ, προκαλώντας το να σχηματίσει οξειδωτικές διασταυρώσεις και να βελτιώσει τη σκληρότητα. Για παράδειγμα, το καουτσούκ με διπλούς δεσμούς, όπως NR, SBR, BR, κλπ., Είναι ευαίσθητο στο όζον.

(3) ΕΛΛΗΜΑ ΓΕΝΙΚΗ

Η ακτινοβολία υπεριώδους ακτινοβολίας ενεργοποιεί μια αντίδραση ελεύθερων ριζών που επιταχύνει την οξειδωτική διασταυρούμενη σύνδεση και σκληρύνει τις σφραγίδες από καουτσούκ. Συγκεκριμένα, τα προϊόντα από καουτσούκ που χρησιμοποιούνται σε εξωτερικούς χώρους, όπως σφραγίδες και ελαστικά, θα γίνουν σκληρά και εύθραυστα όταν εκτίθενται στο φως του ήλιου για μεγάλο χρονικό διάστημα.

(4) υδρολυτική γήρανση

· Ο όμιλος Ester που περιέχει εστερίστε (-COO-) ή αμιδική ομάδα (-conh-), όπως καουτσούκ πολυουρεθάνης (PU) και καουτσούκ νεοπρένιο (CR), είναι επιρρεπής σε υδρόλυση σε υγρό και ζεστό περιβάλλον, καθιστώντας το καουτσούκ σκληρό ή κονσέρβες.

(5) γήρανση ακτινοβολίας

Οι ακτίνες υψηλής ενέργειας, όπως η πυρηνική ακτινοβολία και οι ακτίνες Χ, μπορούν να προκαλέσουν θραύση ή διασταύρωση των μοριακών αλυσίδων από καουτσούκ, αλλάζοντας έτσι τη σκληρότητα τους. Για παράδειγμα, τα προϊόντα από καουτσούκ στην αεροδιαστημική και πυρηνική βιομηχανία πρέπει να εξεταστούν ειδικά για σκευάσματα ακτινοβολίας.

Συντελεστές διαμόρφωσης

Τα διάφορα συστατικά της διαμόρφωσης από καουτσούκ έχουν σημαντικό αντίκτυπο στη διακύμανση της σκληρότητας:

Επίδραση των πληρωτικών

· Το Black Black Carbon Black (π.χ. N220, N330) μπορεί να αυξήσει τη σκληρότητα, ενώ το μαύρο άνθρακα χαμηλής δομής (π.χ. N550, N660) έχει λιγότερη επίδραση στη σκληρότητα.

· Το πλήρες Sio₂ έχει έντονη ενισχυτική επίδραση, η οποία μπορεί να οδηγήσει σε σκληρό καουτσούκ, ειδικά στο σταυροειδές αποτέλεσμα της υδροξυλίου πυριτίου υπό υγρές συνθήκες.

· Τα ανόργανα πληρωτικά όπως το ανθρακικό ασβέστιο, ο τάλκ, ο πηλός κ.λπ., πάρα πολύ θα αυξήσουν την ακαμψία του καουτσούκ και θα αυξήσουν τη σκληρότητα.

Επίδραση πλαστικοποιητών/μαλακτικών

· Οι πλαστικοποιητές μεταφέρονται ή μεταναστεύουν όπως το λάδι παραφίνης, το ναφθεϊκό έλαιο, το DOP (dioctyl φθαλικό) κ.λπ., που μπορεί να μεταναστεύσουν ή να μεταναστεύσουν μετά από μακροπρόθεσμη χρήση, προκαλώντας το καουτσούκ να χάσει την απαλότητα και να γίνει σκληρή.

· Τα μαλακτικά υποβαθμίζουν ορισμένους πλαστικοποιητές εστέρων που αποσυντίθενται υπό υψηλή θερμοκρασία ή υδρολυτικές συνθήκες, σκλήρυνση καουτσούκ.

Επιδράσεις των αντιοξειδωτικών

· Τύποι αντιοξειδωτικών όπως TMQ, 6PPD κ.λπ., μπορούν να καθυστερήσουν αποτελεσματικά τη θερμική και οξειδωτική γήρανση και να αποτρέψουν το καουτσούκ από τη σκλήρυνση.

· Αντιοξειδωτική κατανάλωση μακροπρόθεσμης χρήσης, το αντιοξειδωτικό εξαντλείται σταδιακά και ο ρυθμός γήρανσης επιταχύνεται, αυξάνοντας τη σκληρότητα.

Ο αντίκτυπος του συστήματος διασύνδεσης

· Επιλογή συστήματος βουλκανισμού

Το σύστημα βουλκανισμού υπεροξειδίου είναι πιο δύσκολο από το σύστημα βουλκανισμού του θείου.

Το σύστημα βουλκανισμού ρητίνης είναι εύκολο να προκαλέσει το καουτσούκ να σκληρύνει.

Η χρήση ενός βουλκανισμένου συστήματος με υψηλή πυκνότητα διασύνδεσης θα επιταχύνει τη σκλήρυνση.

· Δόση επιταχυντής

Η υπερβολική επιταχυντή μπορεί να οδηγήσει σε ανά βουλκανισμό, σκλήρυνση του καουτσούκ.

Ο ανεπαρκής επιταχυντής θα οδηγήσει σε ανεπαρκή βουλκανισμό και χαμηλή σκληρότητα, αλλά μπορεί να συνεχίσει να συνδέεται και να σκληραίνει στο μεταγενέστερο στάδιο.

Περιβαλλοντικοί παράγοντες

· Η θερμοκρασία επηρεάζει τη θερμοκρασία μετάβασης από γυαλί (TG) καουτσούκ σε περιβάλλον χαμηλής θερμοκρασίας, με αποτέλεσμα τη σκληρή και ακόμη και εύθραυστη ρωγμή υλικών, όπως η αύξηση της ακαμψίας των NR και SBR σε χαμηλές θερμοκρασίες.

· Η υγρασία επηρεάζει την υδρόλυση ή τη διασταύρωση ορισμένων καουτσούκ όπως PU, CR, EVA, κλπ. Σε ένα υγρό περιβάλλον, έτσι ώστε η σκληρότητα να αυξάνεται.

· Η χημική επαφή με χημικές ουσίες όπως οξέα, αλκαλικά, έλαια, διαλύτες κ.λπ., θα προκαλέσει αλλαγές στη χημική δομή του καουτσούκ, αυξάνοντας τη σκληρότητα του.

Τεχνολογικοί παράγοντες

· Η ανομοιόμορφη ανάμειξη των πληρωτικών και των βουλκανικών παραγόντων μπορεί να οδηγήσει σε ανώμαλη πυκνότητα σταυροειδούς σύνδεσης σε τοπικές περιοχές, η οποία εκδηλώνεται ως ανώμαλη σκληρότητα.

· Ο χρόνος ελέγχου του χρόνου βουλκανισμού, ο χρόνος βουλκανισμού πολύ καιρό μπορεί να οδηγήσει σε υπερηφάνεια, γεγονός που αυξάνει τη σκληρότητα του καουτσούκ.

· Η ακατάλληλη αποθήκευση σε υψηλές θερμοκρασίες, οξυγόνο και όζον για μεγάλο χρονικό διάστημα μπορεί να προκαλέσει διασταυρούμενη σύνδεση ή γήρανση του καουτσούκ, με αποτέλεσμα την ακαμψία.