מה גורם לחותמות גומי להתקשות?

כחומר אלסטי פולימר, גומי עשוי להתקשות במהלך השימוש בו, וכתוצאה מכך ירידה בביצועים ולהשפיע על חיי השירות של המוצר. ישנן סיבות רבות לכך שגומי חותם את האש, כולל גורמים פיזיים, כימיים, סביבתיים וטכנולוגיים. להלן יהיה ניתוח מעמיק של היבטים רבים כמו שינויי מבנה מקשרים חוצה, מנגנוני הזדקנות, השפעות נוסחה, גורמים סביבתיים וטכנולוגיית עיבוד.

מנגנון ההתקשות של חותמות הגומי

הסיבות המהותיות לגידול בקשיות חותמות הגומי כוללות בעיקר:

1. מידה מוגברת של קישור צולב-הוולקניזציה נמשכת, וצפיפות הקישור בין קישור צולבת, מה שמגביל את תנועת קטע שרשרת הגומי ומקשה את החומר.

2. אובדן פלסטיות - הנדידה או התנפצות של חומרים נמוכים מולקולריים כמו פלסטייזרים ומרככים גורמים לגומי לאבד את הגמישות שלו.

3. השפלה של שרשרת מולקולרית - השרשרת העיקרית של מולקולות גומי נשברת, וכתוצאה מכך נזק למבנה הרשת האלסטי, המתבטא כשינוי בקשיות.

4. הצטברות מילוי או הפרדת פאזות - מילוי (למשל, שחור פחמן, סיליקה) מצטברים או מתיישבים במטריקס הגומי, מגדילים את הקשיות המקומית.

הגורם המשפיע העיקרי של התקשורת של חותמות גומי

שינויים במבנה קישור חוצה

מידת הקישור של גומי של גומי משפיעה משמעותית על קשיותו:

· ביצירת יתר: זמן הוולקניזציה או הטמפרטורה גבוהים מדי, וכתוצאה מכך צפיפות צולבת העולה על הערך האופטימלי, וגורמת לגומי להיות קשה, שביר ולאבד את הגמישות שלו.

· וולקניזציה משנית (לאחר ריפוי) בסביבה בטמפרטורה גבוהה, גומי ממשיך לעבור תגובות מקשרים צולבים כדי להגביר את הקשיות, כמו גומי סיליקון וגומי פלואור יראה תופעה מתקשה בטמפרטורות גבוהות לטווח הארוך.

· חומר וולקניזציה מוגזמת במערכת הוולקניזציה, חומרים מוגזמים של וולקניזציה (כמו גופרית, חמצן ושרף) ייווצרו יותר מדי קשרים צולבים, וכתוצאה מכך גומי קשה.

· מערכות וולקניזציה (כגון קשרי מונוסולפיד, קשרי דיסולפיד וקשרים פוליסולפידים) עם סוגים שונים של קשרים צולבים יש השפעות שונות על הקשיות של גומי, וקשרים דיסולפידים ואג"ח מונוסולפיד הם קשים יותר מאשר קשרי פוליסולפיד.

מנגנון הזדקנות

הזדקנות היא אחד הגורמים העיקריים להתקשות חותמות גומי, וגורמי הזדקנות נפוצים כוללים:

(1) הזדקנות תרמית-חמצון

· טמפרטורה גבוהה תקדם את תגובת החמצון בין מולקולות חמצן לגומי, ותגרום לשרשרת המולקולרית לשבור או להגביר את צפיפות הקישור, וכתוצאה מכך נוקשות חותם הגומי.

· תגובות הזדקנות תרמיות-חמצוניות אופייניות: R-H + O2 → R-O-O-H (חמצן) RH + O _2 → ROOH (חמצן) מתפרק עוד יותר, מה שמקדם קישור חמצוני ומתקשה את חותם הגומי.

(2) הזדקנות אוזון

· אוזון יכול לשבור את הקשרים הכפולים הבלתי רוויים של גומי, ולגרום לו ליצור קישורים צולבים חמצוניים ולשפר את הקשיות. לדוגמה, גומי עם קשרים כפולים, כמו NR, SBR, BR וכו ', חשוף לאוזון.

(3) הזדקנות אולטרה סגולה

קרינת UV מפעילה תגובה רדיקלית חופשית המאיצה את קישור החוצה חמצוני ומקשה על חותמות גומי. בפרט, מוצרי גומי המשמשים בחוץ, כמו כלבי ים וצמיגים, יהפכו לקשים ושבירים כאשר הם נחשפים לאור שמש במשך זמן רב.

(4) הזדקנות הידרוליטית

· גומי המכיל קבוצת אסטר (-coo-) או קבוצת אמיד (-conh-), כמו גומי פוליאוריטן (PU) וגומי ניאופרן (CR), נוטה להידרוליזה בסביבה לחה וחמה, מה שהופך את הגומי לקשה או לריסה.

(5) הזדקנות קרינה

קרני אנרגיה גבוהה כמו קרינה גרעינית וצילומי רנטגן יכולים לגרום לשבירה או קישור צולב של שרשראות מולקולריות גומי, ובכך לשנות את קשיותן. לדוגמה, יש לשקול במיוחד מוצרי גומי בתעשיות התעופה והחלל והתעשיות הגרעיניות לצורך ניסוחים להגנת קרינה.

גורמי ניסוח

לרכיבים השונים של ניסוח הגומי יש השפעה חשובה על וריאציה של הקשיות:

השפעת חומרי מילוי

· פחמן שחור שחור מבנה גבוה שחור פחמן (למשל, N220, N330) יכול להגביר את הקשיות, ואילו שחור פחמן נמוך במבנה (למשל, N550, N660) יש פחות השפעה על הקשיות.

למילוי Sio₂ יש אפקט חיזוק חזק, מה שעלול להוביל לגומי קשה, במיוחד לאפקט הקישור בין קבוצת הידרוקסיל הסיליקון בתנאים רטובים.

· חומרי מילוי אורגניים כמו סידן פחמתי, טלק, חימר וכו ', יותר מדי יגדילו את קשיחות הגומי ויגדילו את הקשיות.

השפעת פלסטייזרים/מרככים

· פלסטייזרים מתנשאים או נודדים כמו שמן פרפין, שמן נפטני, DOP (דיוקטיל פתלט) וכו ', העלולים לנדוד או לנפיל לאחר שימוש לטווח הארוך, מה שגורם לגומי לאבד את רכותו ולהיות קשה.

· מרככים משפילים פלסטייזרים אסתרים מסוימים המתפרקים בתנאים גבוהים בטמפרטורה או הידרוליטיים, ומקשיחים גומי.

השפעות של נוגדי חמצון

· סוגים נוגדי חמצון כמו TMQ, 6PPD וכו ', יכולים לעכב ביעילות הזדקנות תרמית וחמצונית ולמנוע את התקשות הגומי.

· צריכת חמצון נוגדת חמצון שימוש לטווח הארוך, נוגד החמצון מתרוקן בהדרגה, וקצב ההזדקנות מאיץ, ומגביר את הקשיות.

ההשפעה של מערכת הקישור חוצה

· בחירת מערכת וולקניזציה

מערכת הוולקניזציה של מי חמצן קשה יותר ממערכת הוולקניזציה הגופרית;

קל למערכת הוולקניזציה של שרף קל לגרום לגומי להתקשות;

השימוש במערכת וולקנית עם צפיפות חוצה קישור גבוהה יאיץ את ההתקשות.

· מינון מאיץ

מאיץ רב מדי עלול להוביל לפירוק וולקניזציה, התקשות הגומי;

לא מספיק מאיץ יוביל לאס מספיק וולקניזציה וקשיות נמוכה אך עשוי להמשיך להיות קשור צולב ולהתקשה בשלב המאוחר יותר.

גורמים סביבתיים

· הטמפרטורה משפיעה על טמפרטורת מעבר הזכוכית (TG) של גומי בסביבה בטמפרטורה נמוכה, וכתוצאה מכך פיצוח קשה ואפילו שביר של חומרים, כמו עליית הנוקשות של NR ו- SBR בטמפרטורות נמוכות.

· לחות משפיעה על הידרוליזה או על קישור צולב של גומי מסוימים כמו PU, CR, EVA וכו 'בסביבה לחה, כך שהקשיות עולה.

· מגע כימי עם כימיקלים כמו חומצות, אלקאליס, שמנים, ממיסים וכו ', יגרום לשינויים במבנה הכימי של הגומי, ויגדיל את קשיותו.

גורמים טכנולוגיים

ערבוב לא אחיד של חומרי מילוי וסוכנים וולקניים עלול להוביל לצפיפות קישור צולבת לא אחידה באזורים מקומיים, המתבטאת כקשיות לא תקינה.

· בקרת זמן וולקניזציה זמן וולקניזציה זמן רב מדי זמן עלולה להוביל להווסת יתר, מה שמגדיל את קשיות הגומי.

· חשיפה לא תקינה של חשיפה לטמפרטורות גבוהות, חמצן ואוזון במשך זמן רב עלולה לגרום לקישור צולב או להזדקנות של הגומי, וכתוצאה מכך נוקשות.