Kummimaterjalide vananemiskäitumine merekeskkonnas

1. Sissejuhatus

Tänu oma kõrge elastsus, suurepärane õhutihedus ja vastupidavus erinevaTele meediaTele, kummist kasutatakse laialdaselt õli ja gaasi tihendussüsteemid jaoks kosmoselennundus, lennundus ja mereväe relvastust.
Koos kiire arenguga Hiina riiklik kaitsetööstus, vulkaniseeritud kummist komponendid on muutunud üha olulisemaks kosmoseseadmed, merelaevad ja süvameretehnika.
Eelkõige kompleksi Kõik merekeskkond, kummist tihendusmaterjalid peab vastu pidama kõrge õhuniiskus, soolapihusti ja mehaaniline pinge samal ajal, seades materjalile kõrgemaid nõudmisi pikaajaline stabiilsus ja kasutusiga.

Praegu on enamik uuringuid selle kohta kummi vananemine keskenduda termiline-oksüdatiivne vananemiskäitumine kohta vulkaniseeritud kumm , uurides peamiselt temperatuuri ja hapniku mõju selle omadusTele.
Kuid aastal merekeskkond , sellised tegurid nagu õlikandjad, söövitavad gaasid ja soolapihusti eksisteerivad koos, mis mõjutavad oluliselt tihendusvõime ja kasutusiga kohta vulkaniseeritud kummist komponendid.

Seevastu vulkaniseerimata kummist osad (nagu osaliselt ristseotud kaitsepadjad, kummist katted ja kohapeal kasutatavad ajutised plommid ), millel on stabiilse ristseotud võrgu puudumise tõttu halvem vananemiskindlus.
Need materjalid on altid pinna pehmendamine, deformatsioon ja jõudluse halvenemine mere kokkupuute Kõik.

2. Kummi vananemise põhjused ja tagajärjed

Põhjused, kummi vananemine saab jagada olemuslik ja väline tegurid:

Sisemised tegurid sisaldama keemiline koostis kohta polümeeri struktuur, molekulaarne konformatsioon, kristKõikilisus, keti takerdumine ja töötlemise käigus tekkinud ahela katkemine või oksüdatsioon.

Välised tegurid sisaldama hapnikku, osoon, temperatuuri, niiskus, soola udu, hKõikitus ja ultraviolettkiirgust keskkonnas.

Sest vulkaniseeritud kummist komponendid , a kolmemõõtmeline ristseotud struktuur annab head pinge-lõõgastuskindlus ja keemiline stabiilsus.
Kuid pikaajaline kokkupuude merekeskkonnad võib ikka põhjustada ristsidemete katkemine, pinna pragunemine , või kõvenemine.

Vulkaniseerimata kummist osad teisest küljest puudub vulkaniseerimisravi. Nende lahtised molekulaarsed ahelad ja suur vaba maht muuta nad vastuvõtlikumaks mere ioonid, oksüdeerivad ained ja UV-kiirgus , mis viib kiirenenud vananemiseni.

Vananemisest tingitud jõudluse muutused hõlmavad:

Välimus muutub : pinna kõvenemine, pragunemine, kleepumine ja värvimuutus.

Füüsikaline ja keemiline lagunemine : vähendamine sisse tihedus, kõvadus, tõmbetugevus, kompressioonikomplekt, viskoelastsus ja elektrilised omadused.

Seetõttu praktilistes rakendustes nagu õhusõiduki õlitihendid, mereväe kaitsepadjad ja süvamere tihendusrõngad , on oluline teha selgeks vananemise hindamisstandardid jaoks vulkaniseeritud ja vulkaniseerimata kummitooted.

3. Kiirendatud vananemistestid ja kasutusea prognoosimine

Inseneripraktikas, kummist tooted —eriti vulkaniseeritud kummist komponendid —nende kasutusiga on sageli üle kümne aasta.
Pikaajalise kasutamise simuleerimiseks kõrgel temperatuuril kiirendatud vananemiskatsed kasutatakse tavaliselt.

Kasutatud varased uuringud hapniku imendumine vananemiskiiruse näitajana, mis hiljem areneb sellisteks meetoditeks nagu ahjus vananemine, hapnikupomm, õhupomm ja kunstlik ilmastikukindlus testid.
Tänapäeval kõige laialdasemalt kasutatav lähenemisviis põhineb Arrheniuse empiiriline seos ja aja-temperatuuri superpositsiooni põhimõte , mis eeldab, et iga 10 °C temperatuuritõusu korral reaktsioonikiirus kahekohalised.

Siiski sisse merekeskkonnad , traditsiooniline kiirendatud vananemise prognoosimudelid näidata kõrvalekaldeid:

erinev reaktsioonimehhanismid erineva temperatuuriga tsoonides,

antioksüdantide migratsioon või sadenemine,

polümeeri morfoloogia areng ja

hapniku difusiooni piirangud seotud proovi paksusega.

Seetõttu jaoks vulkaniseeritud kummist komponendid tegutsevad mereteenistuse tingimused , on soovitatav langetada kiirendatud vananemistemperatuuri, pikendada katse kestust või arendada mitme teguriga sidumismudelid kaasates niiskus, soolapihusti ja mikroobide aktiivsus parandada eluea prognoosimise täpsus.

Sest vulkaniseerimata kummist osad stabiilse ristseotud võrgu puudumise tõttu, pehmenemine või ebaõnnestumine toimub kiiresti kiirendatud vananemise ajal.
Seega traditsiooniline Arrheniuse baasil ekstrapolatsioonid on ebausaldusväärsed ja ainult lühiajalised stabiilsushinnangud üldiselt viiakse läbi.

4. Merekeskkonna simulatsioon kiirendatud testimiseks

Arvestades selle keerukust merekeskkond , ühefaktorilised testid nagu niiskus - kuumus, soolapihusti , või hKõikituse kokkupuude ei suuda tegelikke teenindustingimusi täielikult korrata.

Selles uuringus paranes niiskus-kuumusvanandamise aparaat kasutati, aades destilleeritud vee kunstlik merevesi ja testide läbiviimine aadressil 90 °C ja 98% niiskus mitmefaktorilise kiirendatud vananemise simuleerimiseks.
See meetod suurendab vananemise kiirus ligikaudu kaheksakordne , mis võimaldab kiiresti hinnata vulkaniseeritud kummist komponendid Kõik mere kokkupuude.

Katsetulemused annavad väärtuslikke juhiseid valiku tegemiseks tihendusmaterjalid sisse mereväe laevad, sukeldumisvarustus ja merealused kaablid , aidates samal ajal optimeerida lühiajaline stabiilsus kohta vulkaniseerimata kummist komponendid sisse kaitsvad konstruktsioonirakendused.

Tänu oma kõrge elastsus, suurepärane õhutihedus , ja vastupidavus erinevaTele meediaTele, kummist kasutatakse laialdaselt õli ja gaasi tihendussüsteemid jaoks kosmoselennundus, lennundus , ja mereväe relvastust.