矽橡膠臭氧老化,發生裂變的原因到底是什麽?
矽橡膠的老化現象:生膠或矽橡膠製品(pǐn)在加工、貯存或使用過程中,會受(shòu)到熱、氧、光等一些因素的影響而逐漸發生物理及化學變化,使其性能下降,並喪失用途,這種現象稱為矽橡膠的老化(huà)。矽橡膠老化(huà)過程中常常會伴隨一些顯著的現象,如在外觀上可以發現長期貯存在天(tiān)然(rán)矽橡膠變軟、發黏、出現斑點:矽橡膠製品有變形、變脆、變硬、龜裂、發黴(méi)、失光及顏色改(gǎi)變等。在物理性能上矽橡膠有溶脹(zhàng)流變性能等(děng)的改變。

在力學(xué)性能上會發生拉伸強度、斷裂伸長率、衝擊強度、彎取強度、壓縮(suō)率、彈性等指標下降。
早在 1885年人們就發(fā)現受到拉伸的(de)矽橡膠在老化過程中發生龜裂,當時人(rén)們曾認為是由於陽光的照(zhào)射所(suǒ)致,但後來發現未經陽光照(zhào)射的矽膠(jiāo)產品上,同(tóng)樣也有龜裂產生。後來經過分析發現,不受陽光的照射的矽橡膠拉(lā)伸所產生的龜裂(liè),是由於大氣中存在的(de)臭氧所致。

臭氧比氧(yǎng)更活潑,因而它對矽橡膠尤其是不(bú)飽和矽橡膠的侵襲比氧(yǎng)嚴重得多。雖然臭氧主要存在於大氣(qì)層中同(tóng)溫層之下的臭氧(yǎng)層中(距離地表20公裏),但在地表大氣中也存在稀薄(báo)的(de)臭氧。因為矽(guī)橡膠材料對臭氧的敏感特性(xìng),即使是稀薄的臭氧,也會讓(ràng)所有(yǒu)的矽橡膠製品(pǐn)出現龜裂的情況。
這(zhè)是由於臭氧與不飽和矽橡膠會發生反應,與矽橡(xiàng)膠中的雙鍵產生雙分子反應,且反應速(sù)度非常快。臭氧對不飽和矽橡膠的老化反應是在(zài)矽橡膠暴露的表麵進行的,當表麵的雙鍵被消化掉(diào)後,臭氧才與樣品內部的不飽和(hé)鍵反應。

暴露在臭氧中的拉伸不飽和矽橡膠,首先在表麵上形(xíng)成臭氧龜(guī)裂,然(rán)後龜裂增長變大,最後使其斷(duàn)裂。關於矽橡膠龜裂的機理有兩種觀點:分子鏈(liàn)斷裂說和表(biǎo)麵層破壞說。在臭氧濃度一定情況下,若分子鏈的運動性高,則當臭氧使表麵(miàn)分子鏈斷裂後,斷裂的兩端(duān)將以較快的速度(dù)相互分離,露出底(dǐ)層新的(de)分子鏈繼續受臭氧攻擊,因(yīn)而加快裂口增長。
各種矽橡膠的龜裂時間均隨臭氧(yǎng)濃度的提高而顯著縮(suō)短,不同的矽橡膠程度有差異。同(tóng)一臭氧濃(nóng)度下,矽橡膠結構的不同龜裂增長的速度快慢也不同。伸長的NR在臭氧(yǎng)環境(jìng)中短時間內產生龜裂,但龜裂增長的速度慢,龜裂的數量多且淺而小。
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