矽橡膠臭氧老化,發生裂(liè)變(biàn)的(de)原因到底是什麽?
發表時間:2019-07-08
矽橡膠的老化現象:生膠或(huò)矽橡膠製品在加工、貯存或(huò)使用過程中,會受到熱、氧、光等一些因素的影響(xiǎng)而逐漸發生物理及化學變化,使其性能下降,並喪(sàng)失用途,這種現象稱為矽橡膠的老化。矽橡膠老化過程中常常會伴隨一些顯著(zhe)的現象,如在外觀上可以發現長期貯存在天然矽橡膠變軟(ruǎn)、發黏、出現(xiàn)斑點:矽橡膠製品有變形、變脆、變硬(yìng)、龜裂、發黴、失光及顏色(sè)改變等。在物理(lǐ)性能上矽橡膠(jiāo)有溶脹流變性能等的改變。

在力學性能上會發生拉伸強度、斷裂伸長率、衝(chōng)擊強度、彎取(qǔ)強度、壓縮率、彈性等指標下降。
早在 1885年人們就發現受到拉伸的(de)矽橡膠在老化過程中發(fā)生龜裂,當時人們曾認為是由於陽光的(de)照射所致,但後來發現未經陽光(guāng)照射的矽膠產品上(shàng),同(tóng)樣也有龜裂(liè)產生。後來經過分析發現(xiàn),不受陽(yáng)光的照射的矽橡膠(jiāo)拉伸(shēn)所產生的龜裂,是由於大氣(qì)中存在的臭氧所致。

臭氧比(bǐ)氧更活潑,因而它對矽橡膠尤其是不飽和矽(guī)橡膠的侵襲比氧嚴重得多。雖(suī)然臭氧主(zhǔ)要存在於大氣層中同溫層之(zhī)下的臭氧層中(距離地表20公裏),但在地表(biǎo)大(dà)氣中也存在稀薄的臭氧。因為矽橡膠材料(liào)對臭氧的敏(mǐn)感特性,即使是稀薄的臭(chòu)氧,也會讓所有的(de)矽橡膠製品出現龜裂的情況。
這是由於臭氧與不飽和矽橡膠會發生反(fǎn)應,與矽橡膠中的雙鍵產生雙分子反應,且反(fǎn)應速度(dù)非常快。臭氧對不(bú)飽和矽橡膠的老化反應是在矽橡膠暴露的表(biǎo)麵進行的,當(dāng)表麵的雙鍵(jiàn)被消化掉後,臭氧才與樣品(pǐn)內部的不飽和鍵反應。

暴露在臭氧中的拉伸不飽(bǎo)和矽橡膠,首(shǒu)先在(zài)表麵上形成臭氧龜裂,然後龜裂增長變(biàn)大,最後使其(qí)斷裂。關於矽橡(xiàng)膠龜裂的機(jī)理有兩種(zhǒng)觀點(diǎn):分子(zǐ)鏈斷裂說和表麵層破壞(huài)說。在臭氧濃度一定情況下,若分子鏈的運動性高,則當(dāng)臭氧使表(biǎo)麵分子鏈斷(duàn)裂後,斷裂的兩端將以較快的速度相互分(fèn)離,露出底層(céng)新的分子鏈繼(jì)續受臭氧攻擊,因而加快裂口增(zēng)長。
各種矽橡膠的(de)龜裂時間均隨臭氧濃度的(de)提高而顯著縮短,不同的矽橡膠程(chéng)度有差異(yì)。同一臭氧濃度下,矽橡膠結構(gòu)的不同龜裂增長的速度快慢也不同。伸長的(de)NR在臭氧環境中短時間內產生龜裂,但龜裂增長的速度慢,龜裂的數量多(duō)且淺而小。
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