Jak poprawić odporność uszczelek gumowych na starzenie?

Główne rodzaje starzenia uszczelek gumowych

Gumowa uszczelkastarzenie się oznacza proces pogarszania się właściwości użytkowych materiałów gumowych pod wpływem czynników środowiskowych (takich jak światło, ciepło, tlen, ozon, naprężenia mechaniczne itp.). Do głównych typów starzenia zalicza się:

Starzenie termooksydacyjne: Pod wpływem połączonego działania ciepła i tlenu łańcuch molekularny gumy ulega degradacji oksydacyjnej lub sieciowaniu.

Starzenie się ozonu: Ozon reaguje z podwójnymi wiązaniami gumy, powodując pęknięcia powierzchniowe (pęknięcia ozonowe).

Fotostarzenie: Promienie ultrafioletowe powodują fotooksydacyjny rozkład cząsteczek gumy, wytwarzając wolne rodniki przyspieszające starzenie.

Starzenie się pod wpływem ciepła w wilgoci: W środowisku o dużej wilgotności para wodna sprzyja hydrolizie gumy lub przyspiesza utlenianie.

Starzenie mechaniczne: Naprężenia dynamiczne i tarcie powodują rozprzestrzenianie się mikropęknięć, co dodatkowo przyspiesza starzenie.

Metoda poprawy odporności gumy na starzenie

Dobór materiałów i optymalizacja receptur

Wybierz rodzajgumowa uszczelkao doskonałej odporności na starzenie:

Kauczuki o wysokim nasyceniu: takie jak uwodorniony kauczuk nitrylowo-butadienowy (HNBR), kauczuk etylenowo-propylenowy (EPDM) i fluoroelastomer (FKM), ze względu na wysokie nasycenie struktury molekularnej, niską zawartość wiązań podwójnych oraz lepszą odporność na utlenianie i ozon .

Kauczuk silikonowy (SiR) doskonale jest odporny na ciepło, ozon i promieniowanie UV, ale stosunkowo słabo utrzymuje wytrzymałość mechaniczną.

Optymalizacja projektu receptury:

Wypełniacz: Wypełniacz nano (taki jak nanokrzemionka lub nano węglan wapnia) lub modyfikowana sadza są wybierane w celu poprawy wytrzymałości gumy i odporności na starzenie.

Plastyfikatory: Wybierz plastyfikatory o dobrej stabilności, takie jak ftalany (DOA, DOP) lub plastyfikatory przyjazne dla środowiska, aby uniknąć starzenia spowodowanego rozkładem plastyfikatora.

System sieciujący: Użyj systemu sieciującego nadtlenkowego (takiego jak nadtlenek di-tert-butylu) zamiast sieciowania siarkowego, aby uniknąć problemu degradacji termicznej i tlenowej wulkanizowanej gumy.

Dodaj środki przeciwstarzeniowe

Środek przeciwstarzeniowy jest ważnym środkiem poprawiającym odporność uszczelek gumowych na starzenie. Powszechnie stosowane środki przeciwstarzeniowe obejmują:

Przeciwutleniacz:

Przeciwutleniacze obejmują hydrochinon (BHT) i fosforyn, które mogą wychwytywać wolne rodniki i spowalniać reakcje utleniające.

Absorbery ultrafioletu, takie jak benzofenony (UV-531) i parabeny, pochłaniają promienie ultrafioletowe i przekształcają je w ciepło.

Pasywator metali: hamuje reakcję gumy z katalitycznie utlenionymi jonami metali.

Inhibitory ozonu:

Parafina (np. parafina mikrokrystaliczna): Zapobiega narażeniu ozonu poprzez migrację na powierzchnię gumy, tworząc barierę.

Chemiczne inhibitory ozonu (np. difenyloaminy, przeciwutleniacze aminowe): reagują z ozonem w celu zmniejszenia stężenia ozonu.

Współstabilizatory: Synergicznie stosowane z przeciwutleniaczami i pochłaniaczami UV w celu wzmocnienia ogólnego efektu ochronnego.

Usprawnij proces produkcyjny

Ścisła kontrola warunków wulkanizacji: Nadwulkanizacja może prowadzić do problemów ze starzeniem się gumy, dlatego należy zoptymalizować temperaturę i czas wulkanizacji.

Jednolitość mieszania: unikać zbyt dużej lub zbyt małej ilości lokalnych składników, aby zapewnić równomierne rozprowadzenie środka przeciwstarzeniowego.

Ulepszone utlenianie termiczne podczas przetwarzania: Zmniejszony kontakt z powietrzem podczas mieszania i wulkanizacji, zmniejszając ryzyko utleniania.

Środki ochrony powierzchni

Powłoka powierzchniowa: Nakładać powłoki przeciwstarzeniowe (takie jak powłoki poliuretanowe i powłoki krzemowo-tlenowe) na produkty gumowe, aby utworzyć barierę fizyczną.

Płyn ochronny w sprayu: Spryskaj płynem zawierającym przeciwutleniacze, aby opóźnić proces starzenia.

Powłoka powierzchniowa: W celu poprawy odporności na promieniowanie UV stosuje się powłoki metalowe lub powłoki kompozytowe.

Kontrola czynników środowiskowych

Chronić przed światłem: Ogranicz promieniowanie UV, na przykład stosując niejasne opakowania lub przechowując w ciemności.

Odporność na wilgoć: kontroluj wilgotność otoczenia, aby uniknąć wilgoci i promować starzenie się gumy.

Przechowywanie w niskiej temperaturze: Przechowywanie wyrobów gumowych w środowisku o niskiej temperaturze może spowolnić tempo starzenia.

Unikaj kontaktu z substancjami aktywnymi: Unikaj kontaktu z olejami, rozpuszczalnikami organicznymi, kwasami i zasadami, które mogą przyspieszyć starzenie się gumy.