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【耐老化硅橡胶】硅橡胶的老化及失效机理

【耐老化硅橡胶】硅橡胶的老化及失效机理

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【摘要】:
橡胶密封技术是国民经济各个领域所必需的一门通用技术,不仅建筑、石油化工、船舶、机器制造、能源交通等工业都离不开密封技术,航空、航天等尖端工业也与密封紧密相关。硅橡胶及其他合成材料因为具有高弹性、机械强度大、耐压缩、耐低温、耐介质等特点而逐渐取代传统密封材料成为武器组件中应用最广泛的密封材料。

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        橡胶密封技术是国民经济各个领域所必需的一门通用技术,不仅建筑、石油化工、船舶、机器制造、能源交通等工业都离不开密封技术,航空、航天等尖端工业也与密封紧密相关。硅橡胶及其他合成材料因为具有高弹性、机械强度大、耐压缩、耐低温、耐介质等特点而逐渐取代传统密封材料成为武器组件中应用最广泛的密封材料。

        橡胶及其他合成材料的性能主要取决于生胶类型;生胶种类为丁腈橡胶、丁苯橡胶、顺式聚丁二烯等合成橡胶只具有 3~5年的寿命,而生胶种类为硅橡胶、氟硅橡胶、氟橡胶等特种合成耐老化硅橡胶具有较长的寿命(≤20年)。

        橡胶合成材料中的耐老化硅橡胶是典型的半无机物半有机聚合物,既具有无机高分子物的耐热性,又具有有机高分子的柔顺性,因而作为耐高热和耐低温的橡胶密封材料被广泛的应用于航天、航空等尖端工业。

        硅橡胶等在其服役过程受内外因素的影响,力学性能等会逐渐下降进而丧失使用价值。既使在橡胶件相对较短的服役过程中,硅橡胶等的老化和降解问题依然是影响其贮存可靠性的关键因素。

        兆舜科技科研人员通过实验得出结论,硅橡胶的温度在 120℃~ 150℃和 165℃~250 ℃随着温度升高和时间的增加而增大,在 165℃时其硬度反而下降。热氧加速老化后硅橡胶的压缩永久变形呈现出与其硬度相同的变化规律。在研究表观活化能变化规律之后,最终得到硅橡胶热氧加速老化的温度上限为 152℃。硅橡胶热氧老化主要发生侧链氧化交联、主链环化等反应;而硅橡胶在湿热加速老化试验中除了发生侧基氧化和交联外,空气中的水分与硅橡胶主链的反应导致硅羟基的生成,硅羟基会进一步与主链发生交联反应。

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