Izberite jezik 1. Uvod
Zaradi svojega visoka elastičnost, odlična zrakotesnost , in odpornost na različne medije, guma se pogosto uporablja v tesnilni sistemi za olje in plin za letalstvo, letalstvo , in mornariškega orožja.
S hitrim razvojem Kitajska nacionalna obrambna industrija, komponente iz vulkanizirane gume postajajo vse bolj pomembne v vesoljska oprema, morska plovila , in globokomorsko inženirstvo.
Zlasti pod kompleksom morsko okolje, gumijasti tesnilni materiali mora zdržati visoka vlažnost, solni sprej , in mehanski stres hkrati postavlja višje zahteve do materiala dolgoročna stabilnost in življenjska doba.
Trenutno je večina študij o staranje gume osredotočite se na toplotno-oksidativno staranje od vulkanizirana guma , predvsem raziskovanje učinkov temperature in kisika na njegove lastnosti.
Vendar pa v morsko okolje , dejavniki, kot so oljni mediji, jedki plini , in solni sprej sobivajo, ki pomembno vplivajo na zmogljivost tesnjenja in življenjska doba od komponente iz vulkanizirane gume.
V nasprotju s tem deli iz nevulkanizirane gume (kot npr delno zamrežene zaščitne blazinice, gumijaste Predodleke , in začasne plombe, ki se uporabljajo na kraju samem ) kažejo slabšo odpornost proti staranju zaradi pomanjkanja stabilnega zamreženega omrežja.
Ti materiali so nagnjeni k mehčanje površine, deformacija , in poslabšanje zmogljivosti pod izpostavljenostjo morju.
2. Vzroki in posledice staranja gume
Vzroki za staranje gume lahko razdelimo na intrinzično in zunanji dejavniki:
Intrinzični dejavniki vključujejo kemična sestava od polimerna struktura, molekularna konformacija, kristaliničnost, verižni zaplet , in prekinitev verige ali oksidacija, uvedena med predelavo.
Zunanji dejavniki vključujejo kisik, ozon, temperaturo, vlažnost, solna meglica, plesen , in ultravijolično sevanje v okolju.
Za komponente iz vulkanizirane gume , a tridimenzionalno zamreženo strukturo zagotavlja dobro odpornost proti stresu in sprostitvi in kemična stabilnost.
Vendar pa dolgotrajna izpostavljenost morskih okoljih še lahko povzroči prekinitev navzkrižne vezi, površinsko razpokanje , oz kaljenje.
Deli iz nevulkanizirane gume po drugi strani pa nimajo vulkanizerske obdelave. Njihovo ohlapne molekularne verige in velik prosti volumen postanejo bolj dovzetni za morski ioni, oksidanti , in UV sevanje , kar vodi v pospešeno staranje.
Spremembe zmogljivosti, ki jih povzroča staranje, vključujejo:
Spremembe videza : površinsko utrjevanje, razpokanje, lepljivost in razbarvanje.
Fizikalna in kemična razgradnja : zmanjšanje v gostota, trdota, natezna trdnost, kompresijski set, viskoelastičnost , in električne lastnosti.
Zato v praktičnih aplikacijah, kot je npr oljna tesnila za letalstvo, mornariške zaščitne podloge , in globokomorski tesnilni obroči , bistveno je vzpostaviti različna standardi vrednotenja staranja za vulkanizirano in izdelki iz nevulkanizirane gume.
3. Preizkusi pospešenega staranja in predvidevanje življenjske dobe
V inženirski praksi, izdelki iz gume —predvsem komponente iz vulkanizirane gume —imajo pogosto življenjsko dobo več kot deset let.
Za simulacijo dolgotrajne uporabe, testi pospešenega staranja pri visokih temperaturah so pogosto zaposleni.
Uporabljene zgodnje študije absorpcija kisika kot indikator stopnje staranja, kasneje pa se je razvil v metode, kot je npr staranje v pečici, kisikova bomba, letalska bomba , in umetno preperevanje testi.
Danes najbolj razširjen pristop temelji na Arrheniusovo empirično razmerje in princip superpozicije čas-temperatura , ki predpostavlja, da je za vsakih 10 °C dvig temperature hitrost reakcije dvojne.
Vendar pa v morskih okoljih , tradicionalno modeli napovedovanja pospešenega staranja kažejo odstopanja zaradi:
drugačen reakcijski mehanizmi v različnih temperaturnih conah,
antioksidantna migracija ali precipitacija,
razvoj morfologije polimera , in
omejitve difuzije kisika povezanih z debelino vzorca.
Zato za komponente iz vulkanizirane gume deluje v pogoji pomorske službe , je priporočljivo znižati temperaturo pospešenega staranja, podaljšati trajanje testa ali razviti modeli večfaktorske sklopke ki vključuje vlažnost, solni sprej , in mikrobna aktivnost izboljšati natančnost napovedi za celotno življenjsko dobo.
Za deli iz nevulkanizirane gume , zaradi odsotnosti stabilnega zamreženega omrežja, mehčanje ali odpoved se med pospešenim staranjem pojavi hitro.
Tako tradicionalno Na podlagi Arrheniusa ekstrapolacije so nezanesljive in samo ocene kratkoročne stabilnosti se na splošno izvajajo.
4. Simulacija morskega okolja za pospešeno testiranje
Glede na kompleksnost morsko okolje , enofaktorski testi, kot npr vlažnost – toplota, solni sprej , oz izpostavljenost plesni ne more v celoti ponoviti dejanskih delovnih pogojev.
V tej študiji je izboljšana aparat za vlažno-toplotno staranje je bil zaposlen, destilirano vodo zamenjal z umetna morska voda , in izvajanje testov pri 90 °C in 98% vlažnost za simulacijo večfaktorskega pospešenega staranja.
Ta metoda poveča stopnja staranja za približno osemkratno , kar omogoča hitro oceno komponente iz vulkanizirane gume pod izpostavljenost morju.
Eksperimentalni rezultati nudijo dragocene smernice za izbiro tesnilni materiali v mornariška plovila, potapljaško opremo , in podmorski kabli , hkrati pa pomaga optimizirati kratkoročna stabilnost od komponente iz nevulkanizirane gume v zaščitne strukturne aplikacije.
Zaradi svojega visoka elastičnost, odlična zrakotesnost , in odpornost na različne medije, guma se pogosto uporablja v tesnilni sistemi za olje in plin za letalstvo, letalstvo , in pomorsko orožje.
