Виберіть мову 1. Вступ
Завдяки своєму висока еластичність, відмінна повітронепроникність , і стійкість до різних середовищ, гумовий широко використовується в нафтогазові ущільнювальні системи для аерокосмічний, авіації , і морське озброєння.
З бурхливим розвитком Національна оборонна промисловість Китаю, компоненти з вулканізованої гуми набували все більшого значення в аерокосмічне обладнання, морські судна , і глибоководна техніка.
Зокрема, під комплексом морське середовище, гумові ущільнювальні матеріали повинні витримати висока вологість, сольовий спрей , і механічне навантаження водночас висуваючи підвищені вимоги до матеріалу довгострокова стабільність і термін служби.
В даний час більшість досліджень на старіння гуми зосередитися на термоокислювальна поведінка старіння з вулканізована гума , в основному досліджуючи вплив температури та кисню на його властивості.
Проте в морське середовище , такі фактори, як масляні середовища, корозійні гази , і сольовий спрей співіснують, які істотно впливають на продуктивність герметизації і термін служби з компоненти з вулканізованої гуми.
На відміну від цього, деталі з невулканізованої гуми (наприклад частково зшиті захисні прокладки, гумові покриття , і тимчасові пломби, що використовуються на місці ) виявляють гіршу стійкість до старіння через відсутність стабільної зшитої мережі.
Ці матеріали схильні до розм'якшення поверхні, деформація , і зниження продуктивності під морським впливом.
2. Причини та наслідки старіння гуми
Причини виникнення старіння гуми можна розділити на внутрішній і зовнішній фактори:
Внутрішні фактори включити хімічний склад з полімерна структура, молекулярна конформація, кристалічність, заплутаність ланцюгом , а також розрив ланцюга або окислення, що виникають під час обробки.
Зовнішні фактори включити кисень, озон, температура, вологість, соляний туман, цвіль , і ультрафіолетове випромінювання в середовищі.
для компоненти з вулканізованої гуми , а тривимірна зшита структура забезпечує добре стрес-релаксаційна стійкість і хімічна стійкість.
Однак тривалий вплив на морське середовище все ще може викликати розрив зшивки, розтріскування поверхні , або загартовування.
Деталі з невулканізованої гуми , з іншого боку, не мають вулканізаційної обробки. їх нещільні молекулярні ланцюги і великий вільний об'єм зробити їх більш сприйнятливими до морські іони, окислювачі , і УФ-випромінювання , що призводить до прискореного старіння.
Зміни продуктивності, спричинені старінням, включають:
Зміни зовнішнього вигляду : затвердіння поверхні, розтріскування, липкість і зміна кольору.
Фізична та хімічна деградація : скорочення в щільність, твердість, міцність на розрив, набір компресії, в'язкопружність , і електричні властивості.
Тому в практичних застосуваннях, таких як аерокосмічні сальники, морські захисні накладки , і глибоководні ущільнювальні кільця , важливо встановити відмінність стандарти оцінки старіння для вулканізовані і невулканізовані гумові вироби.
3. Тести на прискорене старіння та прогнозування терміну служби
В інженерній практиці, гумотехнічні вироби —особливо компоненти з вулканізованої гуми —часто мають термін служби більше десяти років.
Щоб імітувати тривале використання, високотемпературні випробування на прискорене старіння зазвичай використовуються.
Використовуються ранні дослідження поглинання кисню як індикатор швидкості старіння, пізніше розвинувшись у такі методи, як духовка старіння, киснева бомба, авіабомба , і штучне вивітрювання тести.
Найбільш широко використовуваний сьогодні підхід заснований на Емпіричне співвідношення Арреніуса і принцип часово-температурної суперпозиції , який припускає, що на кожні 10 °C підвищення температури швидкість реакції подвійні.
Проте в морське середовище , традиційний моделі прогнозування прискореного старіння показують відхилення через:
різні механізми реакції в різних температурних зонах,
антиоксидантна міграція або преципітація,
еволюція морфології полімерів , і
обмеження дифузії кисню пов'язані з товщиною зразка.
Тому для компоненти з вулканізованої гуми діюча в умови морської служби , доцільно знизити температуру прискореного старіння, збільшити тривалість випробування або проявити моделі багатофакторного зв'язку залучення вологість, сольовий спрей , і мікробна діяльність покращувати точність прогнозу протягом усього життя.
для деталі з невулканізованої гуми , через відсутність стабільної зшитої мережі, розм'якшення або невдача відбувається швидко під час прискореного старіння.
Таким чином, традицій На основі Арреніуса екстраполяції ненадійні, і тільки оцінки короткострокової стабільності зазвичай проводяться.
4. Моделювання морського середовища для прискореного тестування
Враховуючи складність в морське середовище , однофакторні тести, такі як вологість–тепло, сольовий спрей , або виявлення цвілі не може повністю відтворити реальні умови експлуатації.
У цьому дослідженні покращено апарат для волого-теплового старіння було використано, замінивши дистильовану воду штучна морська вода , та проведення випробувань на 90 °C і Вологість 98%. для моделювання багатофакторного прискореного старіння.
Цей метод збільшує швидкість старіння на приблизно восьмикратний , що дозволяє швидко оцінити компоненти з вулканізованої гуми під морський вплив.
Експериментальні результати дають цінне керівництво для вибору ущільнювальні матеріали в військово-морські судна, водолазне спорядження , і підводні кабелі , а також допомагає оптимізувати короткочасна стабільність з компоненти невулканізованої гуми в захисні конструкції.
Завдяки своєму висока еластичність, відмінна повітронепроникність , і стійкість до різних середовищ, гумовий широко використовується в нафтогазові ущільнювальні системи для аерокосмічний, авіації , і морське озброєння.
