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硅橡胶臭氧老化,发生裂变的原因到底是什么?

文章出处:广东帝博科技有限公(gong)司 人气:-发表时(shi)间:2019-07-08

  硅橡胶(jiao)的(de)老化现象:生(sheng)胶(jiao)或硅橡胶(jiao)制品在(zai)加工、贮存或使用过程中,会受到热(re)、氧(yang)、光(guang)等一(yi)些(xie)因素的(de)影响而逐渐发(fa)(fa)生物(wu)理(li)及化(hua)学(xue)变(bian)化(hua),使其性(xing)能(neng)下(xia)降,并(bing)丧失用途,这种现(xian)象(xiang)称(cheng)为硅(gui)橡(xiang)(xiang)胶的(de)老化(hua)。硅(gui)橡(xiang)(xiang)胶老化(hua)过程中常常会伴随(sui)一(yi)些(xie)显(xian)著的(de)现(xian)象(xiang),如在(zai)外观上可以发(fa)(fa)现(xian)长期(qi)贮存在(zai)天然硅(gui)橡(xiang)(xiang)胶变(bian)软、发(fa)(fa)黏、出现(xian)斑点(dian):硅(gui)橡(xiang)(xiang)胶制品有(you)变(bian)形、变(bian)脆、变(bian)硬、龟裂、发(fa)(fa)霉、失光(guang)及颜色改变(bian)等。在(zai)物(wu)理(li)性(xing)能(neng)上硅(gui)橡(xiang)(xiang)胶有(you)溶胀(zhang)流变(bian)性(xing)能(neng)等的(de)改变(bian)。

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  在力学性能上会发生(sheng)拉(la)伸强度、断(duan)裂(lie)伸长率(lv)、冲击(ji)强度、弯取强度、压缩(suo)率(lv)、弹性等指标下降。

 

  早在 1885年人们就发现受到拉伸的硅橡胶在老化过程中发生龟裂,当时人们曾认为是由于阳光的照射所致,但后来发现未经阳光照射的硅胶产品上,同样也有(you)龟裂产(chan)生(sheng)。后来经(jing)过分析发现,不受阳光的照射的硅橡(xiang)胶(jiao)拉伸所产(chan)生(sheng)的龟裂,是由于大气(qi)中(zhong)存在(zai)的臭氧所致(zhi)。

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  臭氧(yang)(yang)(yang)比(bi)氧(yang)(yang)(yang)更活泼,因而(er)它对硅橡(xiang)胶尤其是不饱(bao)和(he)硅橡(xiang)胶的侵袭比(bi)氧(yang)(yang)(yang)严重得多。虽(sui)然臭氧(yang)(yang)(yang)主要存(cun)在于大气层(ceng)中同温层(ceng)之下的臭氧(yang)(yang)(yang)层(ceng)中(距(ju)离(li)地表(biao)20公里),但在地表大气中也存在稀薄的臭氧。因为硅橡胶材料对臭氧的敏感特性,即使是稀薄的臭氧,也会让所有的硅橡胶制品出现龟裂的情况。

 

  这是由于(yu)臭(chou)氧(yang)(yang)与不饱和(he)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)胶会发生反(fan)应,与硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)胶中的(de)双键产生双分子(zi)反(fan)应,且反(fan)应速度非常快(kuai)。臭(chou)氧(yang)(yang)对不饱和(he)硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)胶的(de)老化反(fan)应是在硅(gui)橡(xiang)(xiang)(xiang)胶暴露的(de)表面(mian)进行的(de),当表面(mian)的(de)双键被消(xiao)化掉后,臭(chou)氧(yang)(yang)才(cai)与样品内部的(de)不饱和(he)键反(fan)应。

 

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  暴露在(zai)臭氧中的拉伸不(bu)饱和(he)硅(gui)橡胶,首先在表(biao)(biao)面(mian)上(shang)形成臭氧(yang)龟裂(lie),然(ran)后龟裂(lie)增长(zhang)(zhang)变大(da),最后使其断(duan)(duan)裂(lie)。关于硅橡胶龟裂(lie)的(de)(de)机理有两种(zhong)观点(dian):分(fen)子(zi)链断(duan)(duan)裂(lie)说和表(biao)(biao)面(mian)层破(po)坏说。在臭氧(yang)浓度一定情(qing)况下,若分(fen)子(zi)链的(de)(de)运(yun)动性高(gao),则(ze)当(dang)臭氧(yang)使表(biao)(biao)面(mian)分(fen)子(zi)链断(duan)(duan)裂(lie)后,断(duan)(duan)裂(lie)的(de)(de)两端将以较快(kuai)的(de)(de)速(su)度相互分(fen)离(li),露出(chu)底层新(xin)的(de)(de)分(fen)子(zi)链继续受臭氧(yang)攻击,因而(er)加(jia)快(kuai)裂(lie)口增长(zhang)(zhang)。

 

  各种硅橡(xiang)(xiang)胶的龟裂(lie)时间(jian)均随臭氧(yang)浓度(du)(du)的提(ti)高(gao)而(er)显著(zhu)缩短,不同的硅橡(xiang)(xiang)胶程(cheng)度(du)(du)有差异。同一(yi)臭氧(yang)浓度(du)(du)下(xia),硅橡(xiang)(xiang)胶结构的不同龟裂(lie)增长的速度(du)(du)快(kuai)慢也不同。伸长的NR在臭氧环境中短时间内产生龟裂,但龟裂增长的速度慢,龟裂的数量多且浅而小。


此(ci)文关键词:硅橡胶,硅胶产品,硅胶制品

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