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是什么导致橡胶密封件变硬?

Mar 20, 2025 留言

是什么导致橡胶密封件变硬?

 

作为聚合物弹性材料,橡胶在使用过程中可能会变硬,从而导致性能降低并影响产品的使用寿命。橡胶密封剂硬化的原因有很多,包括物理,化学,环境和技术因素。以下将是-的深度分析,例如Cross -链接结构变化,老化机制,公式影响,环境因素和处理技术。

 

橡胶密封硬化的机制

增加橡胶密封硬度的基本原因主要包括:

 

1。链接{-的十字{-的程度继续进行,硫化继续,链接-链接密度的链接增加,这限制了橡胶链段的运动并硬化材料。

 

2。塑料的丧失-低{-分子物质(例如增塑剂和软化剂)的迁移或挥发会使橡胶失去其灵活性。

 

3。分子链降解-橡胶分子的主链破裂,从而损坏了弹性网络结构,这表现为硬度的变化。

 

4。填料聚集或相分离 - 填充物(例如,碳黑色,二氧化硅)聚集或沉淀在橡胶基质中,增加了局部硬度。

 

Hydraulic-cylinder-rotary-joint-seals

 

橡胶密封层僵硬的主要影响因素

 

交叉-链接结构的更改

橡胶的硫化交联程度对其硬度有重大影响:

 

·过度蛋白:硫化时间或温度太高,导致交联的密度超过了最佳值,从而导致橡胶变得坚硬,脆弱并失去其柔韧性。

·在高{{-温度环境中,次级硫化(POST -固化),橡胶继续经历交叉-将反应链接到增加硬度,例如某些硅胶橡胶和氟橡胶将在长期表现出一种耐磨现象,在长时间{3} {3} empermenter {{3} empermention。

·硫化系统中过量的硫化剂,过多的硫化剂(例如硫,过氧化物和树脂)会形成太多的交叉-链接的键,从而产生硬橡胶。

·具有不同类型的交叉-链接的键对橡胶的硬度以及二硫键键和单硫化物键比多硫化物键更难。

 

老化机制

衰老是橡胶密封质硬化的主要原因之一,常见的衰老因素包括:

 

(1)热-氧化衰老

·高温将促进氧和橡胶分子之间的氧化反应,从而导致分子链破裂或增加交联密度,从而导致橡胶密封的刚度。

·典型的热热-氧化衰老反应:R- h + O2→r -o -o -h(过氧化物)交叉-链接并硬化橡胶密封。

 

(2)臭氧老化

·臭氧可以打破橡胶的不饱和双键,从而形成氧化交叉-链接并改善硬度。例如,具有双键的橡胶(例如NR,SBR,BR等)容易受到臭氧的影响。

 

(3)紫外线老化

紫外线辐射触发了一种自由基反应,该反应加速了氧化交叉-链接并硬化橡胶密封。特别是,在长时间暴露在阳光下时,使用户外使用的橡胶产品将变得坚硬而脆弱。

 

(4)水解衰老

·包含酯组(- coo {-)或酰胺组({- conh -),例如聚氨酯橡胶(pu)和氯丁烯橡胶(CR),是在湿池中的水解和热量的,可用于液化,使其难以理解或纯净的含量。

 

(5)辐射老化

高-的能量射线,例如核辐射和X -射线可能会导致橡胶分子链的链接或交叉-链接,从而改变其硬度。例如,需要专门考虑航空航天和核工业中的橡胶产品。

 

Track-wheel-bearings-seals

 

制剂因子

橡胶配方的不同组成部分对硬度变化有重要影响:

 

填充物的效果

·碳黑色高-结构碳黑色(例如,N220,n330)可以增加硬度,而低-结构碳黑色(例如,N550,N660)对硬度的影响较小。

·Sio₂填充剂具有很强的加固效果,这可能会导致硬橡胶,尤其是在湿条件下硅羟基的交叉-连接的效果。

·无机填充剂,例如碳酸钙,滑石粉,粘土等,太多会提高橡胶的刚度并增加硬度。

 

增塑剂/软化剂的效果

·增塑剂挥发或迁移,例如石蜡油,环烷基油,DOP(邻苯二甲酸酯)等,它们可能会在长时间-术语使用后迁移或挥发,从而导致橡胶失去其柔软性并变得坚硬。

·柔软剂降解在高温或水解条件下分解的某些酯增塑剂,强化橡胶。

 

抗氧化剂的作用

·抗氧化剂类型,例如TMQ,6PPD等,可以有效地延迟热和氧化衰老,并防止橡胶硬化。

·抗氧化剂消耗量长-术语使用,抗氧化剂逐渐消耗掉,老化率会加速,从而增加了硬度。

 

十字-链接系统的影响

·硫化系统选择

过氧化物硫化系统比硫磺硫化系统要难。

树脂硫化系统很容易使橡胶变硬。

使用高十字-链接密度的硫化系统的使用将加速硬化。

 

·加速器剂量

太多的加速器可能会导致硫化,橡胶硬化。

加速器不足将导致硫化不足和低硬度,但可能会继续交叉-在后期链接并硬化。

 

Hydraulic-cylinder-piston-main-oil-seal

 

环境因素

·在低-温度环境中,温度会影响橡胶的玻璃过渡温度(TG),从而导致材料的严重甚至脆弱的破裂,例如在低温下NR和SBR的刚性增加。

·湿度会影响某些橡胶的水解或交叉-在潮湿的环境中连接某些橡胶,例如PU,CR,EVA等,因此硬度会增加。

·与酸,碱,油,溶剂等化学物质的化学接触将导致橡胶的化学结构变化,从而增加其硬度。

 

 

技术因素

·填充剂和硫化剂的不均匀混合可能会导致交叉-连接局部区域的密度,这表现为异常硬度。

·硫化时间控制时间过长的时间可能导致过度剥离,从而增加了橡胶的硬度。

·长时间的高温,氧气和臭氧的储存不当可能导致交叉-链接橡胶的链接或老化,从而导致刚度。