Kumimateriaalien ikääntymiskäyttäytyminen meriympäristöissä

1. Johdanto

Sen vuoksi korkea elastisuus, erinomainen ilmatiiviys , ja vastustuskyky erilaisille medioille, kumi on laajalti käytössä öljyn ja kaasun tiivistysjärjesPuhelinmät varten ilmailu, ilmailu , ja laivaston aseita.
Kun nopea kehitys Kiinan kansKaikkiinen puolustusteollisuus, vulkanoidut kumikomponentit ovat tulleet yhä tärkeämmiksi ilmailulaitteet, merialukset , ja syvänmeren suunnitPuhelinu.
Erityisesti kompleksin Kaikkia meriympäristö, kumitiivistemateriaalit täytyy kestää korkea kosteus, suolasuihke , ja mekaaninen rasitus samanaikaisesti asettamKaikkia materiaalille korkeammat vaatimukset pitkän aikavälin vakaus ja käyttöikä.

Tällä hetkellä useimmat tutkimukset aiheesta kumin ikääntyminen keskittyä lämpöhapettava ikääntymiskäyttäytyminen / vulkanoitua kumia , joka tutkii pääasiassa lämpötilan ja hapen vaikutuksia sen ominaisuuksiin.
Kuitenkin vuonna meriympäristö , tekijät, kuten öljyväliaine, syövyttäviä kaasuja , ja suolasuihke rinnakkain, mikä vaikuttaa merkittävästi tiivistyskyky ja käyttöikä / vulkanoidut kumikomponentit.

Sitä vastoin vulkanoimattomat kumiosat (kuten osittain silloitetut suojatyynyt, kumipinnoitteet , ja tilapäisiä sinettejä käytetään paikan päällä ) osoittavat huonompaa vanhenemiskestävyyttä stabiilin silloitetun verkon puutteen vuoksi.
Nämä materiaalit ovat alttiita pinnan pehmennys, muodonmuutos , ja suorituskyvyn heikkeneminen meren Kaikkia.

2. Kumin ikääntymisen syyt ja vaikutukset

Syitä kumin ikääntyminen voidaan jakaa luontainen ja ulkoinen tekijät:

Sisäiset tekijät sisältää kemiKaikkiinen koostumus -lta polymeerirakenne, molekyylirakenne, kiteisyys, ketjun sotkeutuminen ja käsitPuhelinyn aikana tapahtuva ketjun katkeaminen tai hapettuminen.

Ulkoiset tekijät sisältää happea, otsoni, lämpötila, kosteus, suolasumu, Etusivutta , ja ultraviolettisäteilyä ympäristössä.

varten vulkanoidut kumikomponentit , a kolmiulotteinen silloitettu rakenne tarjoaa hyvää stressi-relaksaatiokestävyys ja kemiKaikkiinen stabiilisuus.
Kuitenkin pitkäaikainen altistuminen meriympäristöt voi silti aiheuttaa ristisidoksen katkeaminen, pinnan halkeilu , tai kovettuminen.

Vulkanoimattomat kumiosat toisaalta puuttuu vulkanointikäsitPuheliny. Niiden löysät molekyyliketjut ja suuri vapaa tilavuus tehdä niistä herkempiä merelliset ionit, hapettavat aineet , ja UV-säteilyä , mikä johtaa nopeutuneeseen ikääntymiseen.

Ikääntymisen aiheuttamia suorituskyvyn muutoksia ovat mm:

Ulkonäkö muuttuu : pinnan kovettumista, halkeilua, tahmeutta ja värimuutoksia.

Fysikaalinen ja kemiKaikkiinen hajoaminen : vähennys sisään tiheys, kovuus, vetolujuus, pakkaussarja, viskoelastisuus , ja sähköiset ominaisuudet.

Siksi käytännön sovelluksissa, kuten ilmailun öljytiivisteet, laivaston suojatyynyt , ja syvänmeren tiivistysrenkaat , on välttämätöntä luoda erillinen ikääntymisen arviointistandardit varten vulkanoitu ja vulkanoimattomat kumituotteet.

3. Nopeutetut ikääntymistestit ja käyttöiän ennustaminen

Insinöörikäytännössä mm. kumituotteet —erityisesti vulkanoidut kumikomponentit —niiden käyttöikä on usein yli kymmenen vuotta.
Pitkäaikaisen käytön simuloimiseksi korkean lämpötilan kiihdytetyt ikääntymistestit ovat yleisesti käytössä.

Varhaiset tutkimukset käytössä hapen imeytyminen ikääntymisnopeuden indikaattorina, joka kehittyy myöhemmin menePuhelinmiksi, kuten uunin ikääntyminen, happipommi, ilmapommi , ja keinotekoinen säänteko testejä.
Nykyään yleisimmin käytetty lähestymistapa perustuu Arrheniuksen empiirinen suhde ja aika-lämpötila superpositioperiaate , mikä olettaa, että jokaista 10 °C:n lämpötilan nousua kohden reaktionopeus tuplaa.

Kuitenkin sisään meriympäristöt , perinteinen nopeutettuja ikääntymisen ennustusmKaikkieja näyttää poikkeamia, jotka johtuvat:

eri reaktiomekanismit vaihPuhelinevilla lämpötilavyöhykkeillä,

antioksidanttien kulkeutuminen tai saostuminen,

polymeerin morfologian evoluutio , ja

hapen diffuusion rajoitukset liittyvät näytteen paksuuteen.

Siksi varten vulkanoidut kumikomponentit toimii sisällä merenkulun palveluehdot , on suosiPuhelintavaa alentaa nopeutettua vanhenemislämpötilaa, pidentää testin kestoa tai kehittää monikerroksiset kytkentämKaikkiit mukaan lukien kosteus, suolasuihke , ja mikrobien toimintaa parantaakseen elinikäisen ennusteen tarkkuus.

varten vulkanoimattomat kumiosat stabiilin silloitetun verkon puuttumisen vuoksi, pehmeneminen tai epäonnistuminen tapahtuu nopeasti nopeutuneen ikääntymisen aikana.
Perinteistä siis Arrhenius-pohjainen ekstrapolaatiot ovat epäluotettavia ja vain lyhyen aikavälin vakauden arvioinnit suoritetaan yleensä.

4. Meriympäristön simulointi nopeutettua testausta varten

Koska monimutkaisuus meriympäristö , yksitekijätestit, kuten kosteus - lämpö, suolasuihke , tai Etusivualtistus ei voi täysin toistaa todellisia käyttöolosuhteita.

Tässä tutkimuksessa parannettu kosteus-lämpövanhentamislaite käytettiin korvaten tislattua vettä keinotekoinen merivesi ja suorittaa testejä osoitteessa 90 °C ja 98% kosteus simuloida monitekijäistä nopeutettua ikääntymistä.
Tämä menePuhelinmä lisää ikääntymisaste suunnilleen kahdeksankertainen , mikä mahdollistaa nopean arvioinnin vulkanoidut kumikomponentit Kaikkia altistuminen merelle.

Kokeelliset tulokset antavat arvokasta ohjetta valinnassa tiivistysmateriaalit sisään laivaston alukset, sukellusvarusteet , ja merenalaisia ​​kaapeleita , mutta auttoi myös optimoimaan lyhytaikainen vakaus / vulkanoimattomat kumikomponentit sisään suojaavat rakenteelliset sovellukset.

Sen vuoksi korkea elastisuus, erinomainen ilmatiiviys , ja vastustuskyky erilaisille medioille, kumi on laajalti käytössä öljyn ja kaasun tiivistysjärjesPuhelinmät varten ilmailu, ilmailu , ja laivaston aseita.