Выберите язык 1. Введение
Благодаря своему высокая эластичность, отличная герметичность , и сопротивление различным средствам массовой информации, резина широко используется в системы уплотнения нефти и газа для аэрокосмический, авиация , и военно-морское вооружение.
В связи с быстрым развитием Национальная оборонная промышленность Китая, компоненты из вулканизированной резины приобретают все большее значение в аэрокосмическое оборудование, морские суда , и глубоководная инженерия.
В частности, под комплексом морская среда, резиновые уплотнительные материалы должен выдержать высокая влажность, соляной туман , и механическое напряжение одновременно предъявляя более высокие требования к материалу. долгосрочная стабильность и срок службы.
В настоящее время большинство исследований по старение резины сосредоточиться на поведение термоокислительного старения из вулканизированная резина , в основном исследуя влияние температуры и кислорода на его свойства.
Однако в морская среда , такие факторы, как нефтяные СМИ, агрессивные газы , и соляной туман сосуществовать, что существенно влияет на герметичность и срок службы из компоненты из вулканизированной резины.
В отличие, детали из невулканизированной резины (такой как частично сшитые защитные подушечки, резиновые покрытия , и временные пломбы, используемые на месте ) демонстрируют меньшую устойчивость к старению из-за отсутствия стабильной сшитой сети.
Эти материалы склонны к смягчение поверхности, деформация , и ухудшение производительности под воздействием морской среды.
2. Причины и последствия старения резины
Причины старение резины можно разделить на внутренний и внешний факторы:
Внутренние факторы включить химический состав принадлежащий полимерная структура, молекулярная конформация, кристалличность, запутывание цепи и разрыв цепи или окисление, возникающие во время обработки.
Внешние факторы включать кислород, озон, температура, влажность, соляной туман, форма , и ультрафиолетовое излучение в окружающей среде.
Для компоненты из вулканизированной резины , а трехмерная сшитая структура обеспечивает хорошее устойчивость к стрессу и релаксации и химическая стабильность.
Однако длительное воздействие морская среда все еще может вызвать разрыв поперечной связи, растрескивание поверхности , или закалка.
Детали из невулканизированной резины , с другой стороны, отсутствие вулканизационной обработки. Их рыхлые молекулярные цепи и большой свободный объем сделать их более восприимчивыми к морские ионы, окислители , и УФ-излучение , что приводит к ускоренному старению.
Изменения производительности, вызванные старением, включают в себя:
Изменения внешнего вида : поверхностное затвердевание, растрескивание, липкость и изменение цвета.
Физическая и химическая деградация : сокращение плотность, твердость, предел прочности, набор сжатия, вязкоупругость , и электрические свойства.
Поэтому в практических приложениях, таких как аэрокосмические сальники, морские защитные накладки , и глубоководные уплотнительные кольца , важно установить четкие стандарты оценки старения для вулканизированный и изделия из невулканизированной резины.
3. Испытания на ускоренное старение и прогнозирование срока службы.
В инженерной практике резиновые изделия —особенно компоненты из вулканизированной резины —часто имеют срок службы более десяти лет.
Чтобы имитировать длительное использование, испытания на ускоренное высокотемпературное старение обычно трудоустроены.
Ранние исследования использовали поглощение кислорода как индикатор скорости старения, который позже превратился в такие методы, как старение в печи, кислородная бомба, авиационная бомба , и искусственное выветривание тесты.
Наиболее широко используемый сегодня подход основан на Эмпирические отношения Аррениуса и принцип суперпозиции время-температура , который предполагает, что на каждые 10°C повышение температуры скорость реакции удваивается.
Однако в морская среда , традиционный модели прогнозирования ускоренного старения показать отклонения из-за:
другой механизмы реакции в различных температурных зонах,
миграция или осаждение антиоксидантов,
эволюция морфологии полимера , и
ограничения диффузии кислорода зависимости от толщины образца.
Поэтому для компоненты из вулканизированной резины работающий в условия морской эксплуатации , целесообразно снизить температуру ускоренного старения, продлить продолжительность испытаний или разработать модели многофакторной связи с участием влажность, соляной туман , и микробная активность улучшить точность предсказания срока службы.
Для детали из невулканизированной резины , из-за отсутствия стабильной сшитой сети, смягчение или провал происходит быстро при ускоренном старении.
Таким образом, традиционные на базе Аррениуса экстраполяции ненадежны, и только краткосрочные оценки стабильности обычно проводятся.
4. Моделирование морской среды для ускорения испытаний
Учитывая сложность морская среда , однофакторные тесты, такие как влажность-тепло, соляной туман , или воздействие плесени не может полностью воспроизвести реальные условия эксплуатации.
В этом исследовании улучшенный Аппарат для влажно-теплового старения применяли, заменяя дистиллированную воду на искусственная морская вода и проведение испытаний на 90 °С и 98% влажность для моделирования многофакторного ускоренного старения.
Этот метод увеличивает скорость старения приблизительно восьмикратный , что позволяет быстро оценить компоненты из вулканизированной резины под морское воздействие.
Результаты эксперимента служат ценным руководством для выбора уплотнительные материалы в военные корабли, снаряжение для дайвинга , и подводные кабели , а также помогает оптимизировать краткосрочная стабильность из компоненты из невулканизированной резины в защитные конструкции.
Благодаря своему высокая эластичность, отличная герметичность , и сопротивление различным средствам массовой информации, резина широко используется в системы уплотнения нефти и газа для аэрокосмический, авиация , и военно-морское вооружение.
