1. Inleiding

Vanwege zijn hoge elasticiteit, uitstekende luchtdichtheid , En weerstand tegen verschillende media, rubber wordt veel gebruikt bij olie- en gasafdichtingssystemen voor ruimtevaart, luchtvaart , En marine wapens.
Met de snelle ontwikkeling van De Chinese nationale defensie-industrie, gevulkaniseerde rubberen componenten zijn steeds belangrijker geworden ruimtevaartapparatuur, zeeschepen , En diepzeetechniek.
In het bijzonder onder het complex mariene omgeving, rubberen afdichtingsmaterialen moet weerstaan hoge luchtvochtigheid, zoutnevel , En mechanische spanning tegelijkertijd sTellen ze hogere eisen aan het materiaal stabiliteit op lange termijn En levensduur.

Op dit moment zijn de meeste onderzoeken erop gericht veroudering van rubber concentreren op de thermisch-oxidatief verouderingsgedrag van gevulkaniseerd rubber , waarbij voorNaamlijk de effecten van temperatuur en zuurstof op de eigenschappen ervan worden onderzocht.
Echter, in de mariene omgeving , factoren zoals olie media, corrosieve gassen , En zoutnevel naast elkaar bestaan, wat een aanzienlijke invloed heeft op de afdichtingsprestaties En levensduur van de dienst van gevulkaniseerde rubberen componenten.

Daarentegen niet-gevulkaniseerde rubberen onderdelen (zoals gedeelTelijk verknoopte beschermkussens, rubberen coatings , En tijdelijke afdichtingen die ter plaatse worden gebruikt ) vertonen een slechtere verouderingsbestendigheid vanwege het ontbreken van een stabiel verknoopt netwerk.
Deze materialen zijn gevoelig voor verzachting van het oppervlak, vervorming , En prestatieverslechtering onder blootsTelling aan zee.

2. Oorzaken en gevolgen van veroudering van rubber

De oorzaken van veroudering van rubber kan worden onderverdeeld in intrinsiek En extrinsiek factoren:

Intrinsieke factoren omvatten de chemische samensTelling van de polymeer structuur, moleculaire conformatie, kristAlleiniteit, kettingverstrengeling en tijdens de verwerking geïntroduceerde ketensplitsing of oxidatie.

Extrinsieke factoren erbij betrekken zuurstof, ozon, temperatuur, vochtigheid, zoute mist, gietvorm , En ultraviolette straling in het milieu.

Voor gevulkaniseerde rubberen componenten , A driedimensionale verknoopte structuur levert goed op stress-ontspanningsweerstand En chemische stabiliteit.
Echter, langdurige blootsTelling aan mariene omgevingen kan nog steeds veroorzaken breuk van de crosslink-binding, oppervlaktescheuren , of verharding.

Niet-gevulkaniseerde rubberen onderdelen aan de andere kant missen vulkanisatiebehandeling. Hun losse moleculaire ketens En groot vrij volume ze vatbaarder maken voor mariene ionen, oxidatiemiddelen , En UV-straling , wat leidt tot versnelde veroudering.

Door veroudering veroorzaakte prestatieveranderingen omvatten:

Uiterlijk verandert : oppervlakteverharding, barsten, plakkerigheid en verkleuring.

Fysische en chemische afbraak : reductie in dikte, hardheid, treksterkte, compressie ingesTeld, visco-elasticiteit , En elektrische eigenschappen.

Daarom, in praktische toepassingen zoals oliekeerringen voor de lucht- en ruimtevaart, maritieme beschermkussens , En diepzeeafdichtingsringen , is het essentieel om onderscheid te maken evaluatienormen voor veroudering voor gevulkaniseerd En niet-gevulkaniseerde rubberPRODUCTen.

3. Versnelde verouderingstesten en voorspelling van de levensduur

In de techniekpraktijk rubberen PRODUCTen —speciaal gevulkaniseerde rubberen componenten —hebben vaak een levensduur van meer dan tien jaar.
Om langdurig gebruik te simuleren, versnelde verouderingstests bij hoge temperaturen zijn algemeen werkzaam.

Vroege studies gebruikt zuurstofopNaam als een indicator van de vergrijzing, later evoluerend naar methoden zoals veroudering in de oven, zuurstof bom, lucht bom , En kunstmatige verwering testen.
De meest gebruikte aanpak vandaag de dag is gebaseerd op de Empirische relatie van Arrhenius en de tijd-temperatuur-superpositieprincipe , waarbij wordt aangenomen dat voor elke temperatuurstijging van 10 °C de reactiesnelheid verdubbelt.

Echter, binnen mariene omgevingen , traditioneel versnelde verouderingsvoorspellingsmodellen afwijkingen vertonen als gevolg van:

verschillend reactie mechanismen in variërende temperatuurzones,

migratie of neerslag van antioxidanten,

evolutie van de polymeermorfologie , En

beperkingen van de zuurstofdiffusie gerelateerd aan de dikte van het monster.

Daarom voor gevulkaniseerde rubberen componenten actief in maritieme servicevoorwaarden , is het raadzaam om de versnelde verouderingstemperatuur te verlagen, de testduur te verlengen of te ontwikkelen multi-factor koppelingsmodellen betrekken vochtigheid, zoutnevel , En microbiële activiteit verbeteren levenslange voorspellingsnauwkeurigheid.

Voor niet-gevulkaniseerde rubberen onderdelen , vanwege de afwezigheid van een stabiel verknoopt netwerk, verzachten of mislukken treedt snel op tijdens versnelde veroudering.
Traditioneel dus Arrhenius-gebaseerd extrapolaties zijn onbetrouwbaar, en Alleeen stabiliteitsevaluaties op de korte termijn worden over het algemeen uitgevoerd.

4. Simulatie van het mariene milieu voor versneld testen

Gezien de complexiteit van de mariene omgeving , testen met één factor, zoals vochtigheid-warmte, zoutnevel , of blootsTelling aan schimmel kan de werkelijke serviceomstandigheden niet volledig reproduceren.

In dit onderzoek is een verbeterde vocht-warmteverouderingsapparatuur werd gebruikt, waarbij gedestilleerd water werd vervangen door kunstmatig zeewater , en het uitvoeren van tests bij 90 °C En 98% vochtigheid om multi-factor versnelde veroudering te simuleren.
Deze methode verhoogt de verouderingspercentage door ongeveer achtvoudig , waardoor een snelle evaluatie mogelijk is gevulkaniseerde rubberen componenten onder blootsTelling aan zee.

De experimenTele resultaten bieden waardevolle richtlijnen voor het selecteren afdichtingsmaterialen in marineschepen, duikuitrusting , En onderzeese kabels , terwijl het ook helpt bij het optimaliseren van de stabiliteit op de korte termijn van niet-gevulkaniseerde rubberen componenten in beschermende structurele toepassingen.

Vanwege zijn hoge elasticiteit, uitstekende luchtdichtheid , En weerstand tegen verschillende media, rubber wordt veel gebruikt bij olie- en gasafdichtingssystemen voor ruimtevaart, luchtvaart , En marine wapens.