橡胶材料使用寿命(1)
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加速老化预测NBR橡胶的使用寿命摘要:橡胶材料的性能及橡胶组件使用寿命的预测、估算在橡胶组件的设计过程中有着重要的作用。
我们通过加速老化试验和模拟相结合的办法,对橡胶材料在氧气环境中的寿命预测做了很多年的研究。
这篇论文研究了热老化对橡胶性能的影响,同时也对冷冻机用,丁腈橡胶(NBR)橡胶组件的使用寿命进行了预测。
实验结果表明橡胶组分影响着橡胶的交联密度;老化时间及活化能可以很好的用以描述老化行为;通过单轴拉伸试验得到应力应变曲线。
为了预测NBR的使用寿命,对NBR橡胶做了50℃到100℃,1天到180天的加速老化试验,并测试了一系列的物理性能试验。
通过阿伦尼乌斯方程进行了计算,并通过压缩永久变形试验,本文提出了一系列方程用以预测橡胶材料使用寿命。
关键词:加速试验,丁腈橡胶,活化能,交联,三元乙丙橡胶,热老化,寿命预测,橡胶材料。
符号缩写:C.S 压缩永久变形;d0 样品的厚度;d1压缩状态下样品厚度;d2 卸载后厚度k 交联密度变化程度;(K)T 反应速率;A,B 常数;E 反应活化能;R 气体常数;T 绝对温度I 前言橡胶是一种最为通用的材料,有着广泛的用途,甚至很难说清它到底有多少用途。
从普通的家用,商用,汽车制造等到高尖端的航天航空工业都有橡胶的身影。
许多橡胶组件在使用中需要承受一定的机械力作用,为了保证橡胶组件的安全性和可靠性,使用寿命的预测估算是一项关键技术。
如何防止橡胶组件在使用过程中损坏是一个关键问题。
橡胶组件在使用过程中承受着一定的载荷,还受到温度,辐射以及一些其它的有害物质的影响。
所有的影响因素结合在一起,导致了橡胶物理及化学结构的改变,最终表现为橡胶机械性能的降低。
橡胶在使用了一段时间后,开始老化,通常表现为挺性增加,阻尼性能下降。
老化不光光影响了性能,同时也影响了组件的使用寿命。
橡胶组件所处环境的不同,使得它们的降解方式也不一样。
橡胶组件的逐步老化降解,不仅与外部因素有关,同时与橡胶基体本身以及橡胶里面的添加剂有关。
加速试验预测橡胶组件的使用寿命(翻译的)摘要:橡胶材料的性能及橡胶组件使用寿命的预测、估算在橡胶组件的设计过程中有着重要的作用。
我们通过加速老化试验和模拟相结合的办法,对橡胶材料在氧气环境中的寿命预测做了很多年的研究。
这篇论文研究了热老化对橡胶性能的影响,同时也对冷冻机用三元乙丙橡胶(EPDM),丁腈橡胶(NBR)橡胶组件的使用寿命进行了预测。
实验结果表明橡胶组分影响着橡胶的交联密度;老化时间及活化能可以很好的用以描述老化行为;通过单轴拉伸试验得到应力应变曲线。
为了预测EPDM,NBR的使用寿命,对这两种橡胶做了50℃到100℃,1天到180天的加速老化试验,并测试了一系列的物理性能试验。
通过阿伦尼乌斯方程进行了计算,并通过压缩永久变形试验,本文提出了一系列方程用以预测橡胶材料使用寿命。
关键词:加速试验,丁腈橡胶,活化能,交联,三元乙丙橡胶,热老化,寿命预测,橡胶材料。
符号缩写:C.S 压缩永久变形;d0 样品的厚度;d1压缩状态下样品厚度;d2 卸载后厚度k 交联密度变化程度;(K)T 反应速率;A,B 常数;E 反应活化能;R 气体常数;T 绝对温度I 前言橡胶是一种最为通用的材料,有着广泛的用途,甚至很难说清它到底有多少用途。
从普通的家用,商用,汽车制造等到高尖端的航天航空工业都有橡胶的身影。
许多橡胶组件在使用中需要承受一定的机械力作用,为了保证橡胶组件的安全性和可靠性,使用寿命的预测估算是一项关键技术。
如何防止橡胶组件在使用过程中损坏是一个关键问题。
橡胶组件在使用过程中承受着一定的载荷,还受到温度,辐射以及一些其它的有害物质的影响。
所有的影响因素结合在一起,导致了橡胶物理及化学结构的改变,最终表现为橡胶机械性能的降低。
橡胶在使用了一段时间后,开始老化,通常表现为挺性增加,阻尼性能下降。
老化不光光影响了性能,同时也影响了组件的使用寿命。
橡胶组件所处环境的不同,使得它们的降解方式也不一样。
橡胶组件的逐步老化降解,不仅与外部因素有关,同时与橡胶基体本身以及橡胶里面的添加剂有关。
橡胶材料属性
橡胶是一种常见的弹性材料,具有许多独特的属性,使其在各种工业和日常用
品中得到广泛应用。
橡胶材料的属性主要包括弹性、耐磨、耐老化、耐腐蚀等方面。
首先,橡胶材料的主要特点之一是其良好的弹性。
橡胶可以在受力后迅速恢复
原状,这使得它成为制造弹簧、密封圈、橡胶垫等产品的理想材料。
其弹性还使得橡胶在缓冲、减震方面有着出色的表现,例如汽车轮胎、橡胶减震垫等产品都离不开橡胶材料的弹性特性。
其次,橡胶材料具有良好的耐磨性。
橡胶制品在接触摩擦时,能够有效地减少
磨损,延长使用寿命。
这使得橡胶在制造输送带、橡胶轮胎、橡胶管等产品时,能够承受长时间的摩擦和磨损,保持良好的使用性能。
另外,橡胶材料还具有良好的耐老化性能。
橡胶制品在长时间的使用过程中,
能够保持其物理和化学性能的稳定,不易发生老化、硬化和断裂。
这使得橡胶在户外设备、管道密封件、电缆护套等领域有着广泛的应用。
此外,橡胶材料还具有良好的耐腐蚀性。
橡胶可以抵御许多化学物质的侵蚀,
不易受到腐蚀和腐蚀,因此在化工管道、储罐密封、化学试剂包装等领域有着重要的用途。
总的来说,橡胶材料具有良好的弹性、耐磨、耐老化、耐腐蚀等属性,使其在
工业和日常生活中有着广泛的应用前景。
随着科技的不断进步,橡胶材料的性能和品种将会得到进一步的提升和拓展,为人们的生产和生活带来更多的便利和可能。
橡胶的老化与寿命估算李 昂 橡胶或橡胶制品在使用或贮存过程中,表面逐渐发生变化。
例如变色、喷霜、发粘、变硬发脆、裂纹等。
同时橡胶的物理机械性能降低,强力、伸长率等大幅度下降,透气率增大,介电性能减弱,以致失去使用价值。
这种观象称为橡胶老化。
第一章 橡胶的老化机理橡胶的老化,在高温下比低温下快,不饱和橡胶比饱和橡胶快。
橡胶老化的实质是橡胶分子链的主链、侧链、交联键发生了断裂,同时产生了新的交联。
橡胶分子链、交联键断裂反应占优势,老化表现为表面发粘,原因是分子链断裂成小分子,如天然橡胶、丁基橡胶。
橡胶分子链若以新的交联反应占优势,老化则呈现出表面变硬、发脆产生裂纹等,因为分子链产生很多新的交联,如丁苯橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶、顺丁橡胶等。
一般橡胶分子链在老化过程中,按照三种基本机理之一完成所有的化学反应。
异裂,当单键(两个电子)断裂时,在断片之一上留下两个电子,另一断片上是带有两个电子空穴。
对碳-碳键来说,将碳原子作为基质,起化学反应的组分作为反应物。
一个反应物一般携带一对电子(供体)或获取一对电子(受体)。
供体叫亲质子体或称反应亲质子体;受体叫亲电子体或称反应亲电子体。
均裂(游离基机理),当单键断裂时,在每个断片上均留下一个电子。
此机理在橡胶老化过程中体现得较多。
环化反应是第三个基本机理。
在老化过程中,有如下几种化学反应:(1)取代反应;(2)加成反应;(3)β-消除反应;(4)分子重排反应;(5)氧化还原反应;(6)水解反应;(7)综合反应。
橡胶老化从热化学上说,橡胶体系反应自由能G小于反应物的自由能才能进行反应。
自由能G等于体系的焓H减去温度T与熵S的乘积。
即:G=H-TS通常碳骨架橡胶具有负的ΔG值,故老化过程中的化学反应是容易发生的。
橡胶体系的熵S等于体系的热量Q除以温度T的商。
即:S=Q/T橡胶体系的焓H与内能u的关系为:H=u+pv式中:p-压力;v-体积。
当压力恒定时,H=Q。
这里的Q为恒定压力下的热容量。
橡胶材料加速老化试验与寿命预测方法研究进展摘要:橡胶材料作为一种高分子材料,通病是易老化,在使用及贮存过程中,其性能会随着时间的增加而逐渐下降,甚至丧失使用性能。
自从20世纪60年代报道了橡胶制品在使用过程中因老化现象而造成了巨大的经济损失后,人们广泛开展了自然老化和加速老化方法研究。
自然条件下橡胶的老化通常需要几年的时间,因此利用加速老化方法以进行橡胶材料的老化性能研究成为一种切实可行的办法。
关键词:橡胶材料;加速老化试验;寿命预测方法;橡胶作为高分子三大合成材料之一,通病是易于老化,在使用及贮存过程中,其性能会随着时间的增加而逐渐下降,甚至丧失使用性能,因此橡胶件是影响装备贮存寿命的薄弱环节。
一、橡胶材料加速老化试验1.橡胶材料加速老化试验方法。
在加速老化试验方法研究方面,人们最为常用的是烘箱加速老化试验、湿热老化试验方法。
曾有人设想利用反应机理和分子结构参数模拟橡胶的贮存和使用条件,直接将计算机作为一个“老化箱”进行老化试验,目前这种方法还存在困难。
1)热空气加速老化试验:橡胶材料在贮存条件下主要是热氧老化,其作用机制是热的作用将加速橡胶材料交联、降解等化学变化,宏观表现出物理机械性能的改变,某些性能与老化时间呈单一变化,如:扯断伸长率、应力松弛系数、压缩永久变形率等。
2)湿热老化试验:湿度会使橡胶试样膨胀,分子链间的空隙增大,暴露出较多的分子弱键,增加分子链的应力;使橡胶中的配合剂易扩散损失,促进含卤素链释放卤化氢;使变价金属起催化活化作用;使含酯、醚、酰胺基团的链发生水解反应;加速臭氧氧化的作用。
2.贮存环境对橡胶老化的影响。
1)温度的影响:橡胶属于高度交联的无定形聚合物,使用环境应保证其处于高弹状态,使用温度须高于玻璃化温度、低于粘流温度及分解温度。
温度升高,高分子链的运动加剧,一旦超过化学键的离解能,就会引起高分子链的热降解或基团脱落,从而使材料的物理性能发生显著改变。
因此,温度是贮存试验的主要条件和影响因素之一,它对橡胶的老化有很大影响。
橡胶材料种类性能表序号橡胶种类主要材料优点劣势适用范围使用温度1 天然橡胶(NR)异戊二烯聚合物优良的回弹性,拉伸强度、伸长率、耐磨性,撕裂和压缩永久变形性能不耐油,耐天候、臭氧、氧的性能较差制作轮胎、减震零件、缓冲绳和密封零件-60~100℃2 丁苯橡胶(SBR)丁二烯与苯乙烯的共聚物含10%苯乙烯的丁苯-10有良好寒性,含30%苯乙烯的丁苯-30耐磨性优良耐油、耐老化性能较差制作轮胎和密封零件-60~120℃3 丁二烯橡胶(BR)丁二烯聚合物常用的顺丁二烯橡胶,耐寒、耐磨及回弹性能较好制品不耐油,不耐老化适于制作轮胎、密封零件、减震零件、胶带和胶管等制品-70~100℃4 氯丁橡胶(CR)氯丁二烯聚合物耐天候,耐臭氧老化,有自熄性,耐油性能仅次于丁腈橡胶,拉伸强度、伸长率、回弹性优良,与金属和织物粘结性很好制品不耐合成双酯润滑油及磷酸酯液压油适于制作密封圈及密封型材、胶管、涂层、电线绝缘层、胶布及配制胶粘剂等-35~130℃5 丁腈橡胶(NBR)丁二烯丙烯腈的共聚物一般含丙烯腈18%、26%或40%,含量愈高,耐油、耐热、耐磨性能愈好,但耐寒性则相反。
含羧基的丁腈橡胶,耐磨、耐高温、耐油性能优于丁腈橡胶制品不耐天候、不耐臭氧老化、不耐磷酸酯液压油丁腈橡胶适于制作各种耐油密封零件、膜片、胶管和软油箱-55~130℃6 乙丙橡胶(EPM、EPDM )乙烯、丙烯的二元共聚物(EPM)或乙烯、丙烯、二烯类烯烃的三元共聚(EPDM)耐天候、耐臭氧老化,耐蒸汽、磷酸酯液压油、酸、碱以及火箭燃料和氧化剂,电绝缘性能优良品不耐石油基油类适于制作磷酸酯液压油系统的密封零件、胶管及飞机、汽车门窗密封型材、胶布和电线绝缘层-60~150℃7 丁基橡胶(IIR)异丁烯和异戊二烯的共聚物耐天候、臭氧老化,耐磷酸酯液压油,耐酸、碱、火箭燃料及氧化剂,制品不耐石油基油类适于制作轮胎内胎,门窗密封条,磷酸酯液压油系统的-60~150℃具有优良的介电性能和绝缘性能,透气性极小密封零件、胶管,电线的绝缘层,胶布和减震阻尼器8 氯磺化聚乙烯橡胶(CSM)氯磺化聚乙烯橡胶耐天候及臭氧老化,耐油性随其氯含量增加而增加,耐酸碱适于制作胶布、车用空滤器联接套,散热器排水管、密封垫、电缆套管、防腐涂层及软油箱外壁-50~150℃9 聚氨酯橡胶聚氨基甲酸酯通常有聚酯型(AU)和聚醚型(EU)两种。
就橡胶材料而言,它是指橡胶材料在重复变形的过程中,当其承受的局部变形应力超过橡胶的延伸率或应力极限时,疲劳过程开始,以至于最后达到破坏。
这种疲劳破坏的开始点是由于橡胶表面或内部的不均匀性所造成的。
橡胶材料的破坏主要是由于其内部的缺陷或微裂纹引发的裂纹不断传播和扩展而导致的。
按照分子运动论的观点,橡胶材料的动态疲劳破坏归因于材料本身分子链上化学键的断裂,即试样在受到周期应力一应变作用过程中,应力不断地集中于化学键能比较弱的部位而产生微裂纹,继而发展成为裂纹并随着时间的推移而逐步扩展开来。
裂纹发展是一个随着时间而发展,涉及到橡胶材料的分子链连续断裂的粘弹性非平衡动态变化过程。
这一微观发展过程在宏观上的表现是,橡胶材料在动态应力一应变的疲劳过程中,裂纹穿过试样不断扩展,直到断裂以及产生与之所伴随的热效应。
橡胶材料的动态疲劳过程一般可以分为三个阶段:第一阶段是应力剧烈变化,出现橡胶材料在应力作用下变软的现象;第二阶段是应力缓慢变化,橡胶材料表面或内部产生微裂纹,经常称之为破坏核;第三阶段是微裂纹发展成为裂纹并连续不断地扩展开,直到橡胶材料完全出现断裂破坏现象,最后这一阶段是橡胶材料疲劳破坏的最重要的阶段。
使用炭黑填充的天然橡胶硫化胶在一定负荷下多次拉伸变形时,橡胶的物理机械性能在疲劳过程中,拉伸强度先是逐步上升的,经过一个极大值后再开始下降,而撕裂强度、动态弹性模量和力学损耗因子的变化则相反。
在疲劳过程中,胶料的拉伸强度几乎保持不变。
300%定伸应力的疲劳开始阶段明显增大,然后增大趋于缓慢;扯断伸长率则随疲劳周期的变化而下降,在高应变疲劳条件下,具有拉伸结晶性的橡胶抗疲劳破坏性能较好。
未使用补强剂补强的橡胶材料,其破坏形态一般表现为塑性破坏,而使用炭黑或其它活性填料作补强剂的橡胶材料则表现为脆性破坏,且随着各种防老剂的加入,其破坏形态由脆性破坏逐步向准塑性破坏形态转变。
天然橡胶在受到一定频率的应力作用的条件下,由于分子链的内摩擦而生热是其动态疲劳破坏的另外一种因素。
橡胶的分类橡胶是一种具有独特性能的高分子材料,它具有良好的耐温、耐老化、耐张力等特性。
在工业中,橡胶用于制造各种密封件,也可用于制作各种弹性体。
根据不同的材料和应用需求,橡胶可分为多种类型。
一、按原料分类1、天然橡胶:它是从橡胶乳液中提取的天然橡胶,具有优异的弹性韧性和抗氧化性,常用于制作发泡橡胶和橡胶制品,如轮胎、橡胶手套、橡胶板材等。
2、合成橡胶:这种橡胶由合成树脂和聚合物等复合而成,具有良好的耐磨性、耐油性和耐抗氧化性,常用于制作复合橡胶材料,如汽车弹性体、橡胶制品等。
3、改性橡胶:有些橡胶需要经过特殊的改性工艺,以改变其物理性能,使其适应更多的使用环境。
改性橡胶常用于制作橡胶隔离器、橡胶衬垫等。
二、按结构分类1、单体橡胶:它是由单个橡胶分子组成的橡胶,具有优异的韧性和弹性,可以用来制造橡胶制品,如轮胎、橡胶手套、橡胶板材等。
2、复合橡胶:由多种橡胶分子组成的复合橡胶,具有良好的耐磨性、耐温性、耐抗氧化性和耐老化性,常用于制作橡胶制品,如橡胶隔离器、橡胶密封件等。
三、按用途分类1、橡胶制品:橡胶制品是用于日常使用和工业生产的各种橡胶制品,如橡胶轮胎、橡胶管、橡胶手套、橡胶板材等。
2、橡胶密封件:橡胶密封件是用于密封的各种橡胶制品,如橡胶垫片、橡胶垫圈、橡胶垫圈等。
3、橡胶隔离器:橡胶隔离器是用于隔离的各种橡胶制品,如橡胶垫片、橡胶垫圈、橡胶波纹管等。
四、按材质分类1、聚氯乙烯(PVC)橡胶:它是一种高分子材料,具有良好的耐磨性、耐温性、耐抗氧化性和耐老化性,常用于制作橡胶制品,如橡胶管、橡胶垫片等。
2、氯丁橡胶:它是一种高分子材料,具有优异的耐磨性、耐温性、耐抗氧化性和耐老化性,常用于制作橡胶制品,如橡胶轮胎、橡胶衬垫等。
3、氟橡胶:它是一种特殊的橡胶材料,具有优异的耐油性、耐热性、耐抗氧化性和耐老化性,常用于制作复合橡胶制品,如橡胶隔离器、橡胶衬垫等。
因此,橡胶可根据原料、结构、用途和材质等方面分为多种类型。
1 范围本标准适用于以天然橡胶、合成橡胶为主要原料,并添加配合剂制成的弹性橡胶材料,但是,O形密封圈、油封以及硬质橡胶、海绵和挤压成形的胶管材料除外。
本标准适用于起动机的橡胶材料。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
3 种类和标识3.1种类橡胶材料的种类见表1。
硬度、抗拉强度见表6~表13。
特别性能的种类按表2的规定。
基本性能与特别性能并用的时候按表3的要求限度。
表1一般规格的种类记号性况材料名称A Ⅰ不要求耐油性天然橡胶天然橡胶+丁苯橡胶Ⅱ不要求耐油性,但要求较高的耐侯、耐臭氧性三元乙丙橡胶等B Ⅰ要求有很高的耐油性极高丁睛橡胶Ⅱ要求有较高的耐油性中~高丁睛橡胶丁睛橡胶+聚氯乙烯等Ⅲ要求有一般的耐油性氯乙橡胶氯磺化聚乙烯CⅠ要求有较高的耐热、耐寒性硅橡胶Ⅱ要求有较高的耐热、耐油和耐臭氧性丙烯橡胶D 要求有较高的耐热、耐油、耐燃油和耐臭氧性氟橡胶3.2表示记号适用材料按分类记号在图纸的材料栏里象如下表示进行。
* * * * *——* . *特别性能的种类(3)最低抗拉强度—用两位和一位数表示(2)硬度—用两位数表示(2)一般规格的种类(1)注(1)根据表1。
注(2)根据表6~表13。
注(3)表6~表13表示基本性能要求,有特殊要求时,添加按表3规定的特别性能的种类记号与基本性能区别。
例: B Ⅱ 6 10 ——O M .mac耐酸试验耐臭氧试验最低抗拉强度硬度(60Hs)种类(基本性能)表2附带文字实验内容a 老化实验b 压缩永久弯曲试验c 压力试验(20%时)d1 耐油试验(NO.1油)d3 耐油试验(NO.3油)f1 耐寒试验(-35±2℃90℃弯折)f2 耐寒试验(-35±2℃180℃弯折)g 耐燃料试验h 拉裂试验mac 耐酸试验o H 耐臭氧试验(500ppmm×70小时伸长率30%)o M 耐臭氧试验(500ppmm×70小时伸长率20%)o L 耐臭氧试验(500ppmm×70小时伸长率10%)p 污染性试验(日照天然气表200小时)w 耐气候性试验z 其他的特别试验表3一般规格的种类记忆特别表格a b c d1 d3 f1 f2 g h maco B o M o L p zAⅠBⅡBⅠBⅡBⅢCⅠCⅡD备注:x印――不能采用(不能制作)。
橡胶制品的寿命预测橡胶原产于橡胶树,古时候人们就从橡胶树上取得胶乳,制成各种简易的生活用具,如盛水器等;随着科学技术的发展,出现了合成橡胶,于是橡胶就分成两类,产于橡胶树的叫天然胶,工业合成的叫合成胶,而合成胶由于合成原料的不同,又分为氯丁橡胶、硅橡胶等许多种。
由于橡胶制品弹性好,强度高,易加工等特点,橡胶制品已广泛应用于各个领域,比如民用、工业、工程、军工等。
应用在这些领域中的橡胶制品起着密封、减震等重要作用,我国早在上世纪九十年代就开始对橡胶密封制品生产企业进行生产许可证制度,严格要求企业持续、稳定生产质量合格产品,以保证人们生命、财产的安全。
然而,作为一种高分子材料,橡胶制品特别易老化,而且老化后的橡胶将极大的损失其作为优点的弹性、强度等性能。
因此了解橡胶的老化机理,确定橡胶制品的大概使用年限和储存时间,对于保障人们生命、财产安全有着重要的意义。
1橡胶老化的原因:第一、橡胶老化的内因。
橡胶材料本身结构上的弱点,如化学组成(高分子链的组成元素)、分子链结构(分子链的长度、构象及有机基团在链上的分布)、物理结构(结晶性、玻璃化温度及卷曲程度);加工后橡胶中产生的新弱点(高分子链断裂及氧化等);添加剂如抗氧剂、增塑剂、交联剂及有机溶剂等对材料的影响。
第二、橡胶老化的外因:气候环境(氧气和臭氧的作用,气温和相对湿度的影响)和成型加工条件(模压、挤出等)[1]。
科学家通过对橡胶自然老化的研究发现,氧气的作用是橡胶老化的主要因素[2]。
但是橡胶自然老化的周期过长,即使有研究结果,对橡胶制品的实际使用也没有意义,因此,通过加速老化的方法对橡胶老化性能进行研究[3-6],为橡胶的寿命预测提供了理论基础和理论数据。
2橡胶寿命预测方法2.1时间——温度叠加的寿命预测模型[1]时间——温度叠加的寿命预测模型的原理是时温等效原理,即高聚物的同一力学松弛现象可以在较高的温度、较短的时间(或较高的作用频率)观察到,也可以在较低的温度下、较长时间内观察到。
硅橡胶50摄氏度的老化时间全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:硅橡胶是一种常用的弹性材料,具有良好的耐热性、耐寒性和耐候性,在各个领域都有广泛的应用。
即使是如此优秀的材料,也难免会受到老化的影响。
在不同的温度下,硅橡胶的老化速度也会有所不同,今天我们就来探讨一下硅橡胶在50摄氏度下的老化时间。
我们要了解硅橡胶的老化是如何发生的。
硅橡胶的主要成分是聚二甲基硅氧烷,这种材料在长时间的高温环境中会发生氧化反应,导致分子链的断裂和交联结构的破坏,从而降低材料的弹性和耐磨性。
硅橡胶在一定温度下的老化时间可以被用来评估其使用寿命和性能稳定性。
实验表明,硅橡胶在50摄氏度下的老化时间通常在数十至数百小时之间,具体取决于材料的成分和生产工艺。
一般来说,硅橡胶的老化时间随着温度的升高而缩短,因此在高温下使用的硅橡胶产品会比在常温下使用的产品更容易出现老化问题。
而硅橡胶的老化时间还受到环境因素、氧气浓度、光照等多种因素的影响,因此在实际应用中需要根据具体情况进行评估和调整。
为了延长硅橡胶的使用寿命,我们可以采取一些措施来减缓其老化速度。
选择合适的硅橡胶材料,确保其质量和成分符合要求;避免长时间暴露在高温环境下,尽量减少硅橡胶产品的使用温度;定期进行维护和保养,及时更换老化严重的硅橡胶部件;适当的存储条件也非常重要,要避免受潮、受热或受到紫外线照射。
硅橡胶在50摄氏度下的老化时间是一个重要的参考指标,对于保障产品的质量和稳定性至关重要。
通过科学的评估和有效的管理,可以有效延长硅橡胶产品的使用寿命,提高其性能和可靠性,为各行各业的应用提供更好的支持和保障。
希望这篇文章能帮助大家更好地了解硅橡胶的老化特性,为硅橡胶产品的设计和应用提供一些参考和借鉴。
第二篇示例:硅橡胶是一种耐高温、耐寒、耐候性、耐臭氧性等特性的材料,广泛应用于机械、电子、建筑等领域。
虽然硅橡胶有着出色的性能,但是随着时间的推移,它也会受到老化的影响。
本文将探讨硅橡胶在50摄氏度下的老化时间及其影响因素。
丁腈橡胶的寿命标准
丁腈橡胶的寿命标准可以通过以下几个方面来衡量:
1. 使用寿命:丁腈橡胶的使用寿命通常是根据其在具体应用环境下的性能退化程度来衡量的。
例如,对于密封件来说,可以根据其密封性能是否满足要求来评估其寿命。
2. 功能保持时间:丁腈橡胶在使用过程中,其性能会逐渐下降,不再能满足特定要求时,可以认为其寿命已到。
例如,对于丁腈手套来说,当防护功能降低到无法正常使用时,可以认为其寿命已到。
3. 存放寿命:丁腈橡胶在未使用时也会有存放寿命。
存放寿命的长短取决于橡胶材料的质量和储存条件。
一般来说,丁腈橡胶的存放寿命可达数年至几十年。
需要指出的是,丁腈橡胶的寿命还受到其他因素的影响,如温度、湿度、化学物质的接触等。
因此,在实际应用中,还需要结合具体使用条件和性能要求来进行综合评估。
橡胶绝缘寿命曲线全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:橡胶绝缘寿命曲线是用来描述橡胶绝缘材料在使用过程中随着时间变化的绝缘性能的一种曲线。
随着电气设备的使用环境越来越苛刻,对绝缘材料的要求也越来越高,所以研究橡胶绝缘寿命曲线对于提高电气设备的安全性和可靠性具有重要意义。
橡胶绝缘寿命曲线通常是以绝缘电阻为纵坐标,时间为横坐标来绘制的。
在开始使用时,橡胶绝缘材料的绝缘电阻很高,满足设备的绝缘要求。
随着时间的推移,橡胶绝缘材料会受到外界环境的影响,例如高温、潮湿、化学腐蚀等因素会导致橡胶绝缘老化,从而使其绝缘电阻降低。
一般来说,橡胶绝缘寿命曲线呈现出一个类似指数衰减的趋势。
初期绝缘电阻的下降速度比较慢,而随着老化程度的加剧,绝缘电阻的下降速度会越来越快。
当绝缘电阻下降到一定程度时,就会达到设备绝缘失效的标准,需要对橡胶绝缘进行更换或维修。
在实际应用中,了解橡胶绝缘寿命曲线的变化规律对于设备的维护和保养非常重要。
可以通过定期检测橡胶绝缘材料的绝缘电阻值,观察绝缘电阻值的变化趋势,判断绝缘老化的程度,及时对设备进行维修或更换,以保证设备的安全性和可靠性。
研究橡胶绝缘寿命曲线还能够帮助人们更好地了解橡胶材料的老化机理和影响因素,为设计新型耐老化橡胶绝缘材料提供参考和指导。
通过改进橡胶配方和工艺,提高橡胶绝缘材料的抗老化性能,延长设备的使用寿命,降低维护成本,提高电气设备的可靠性。
橡胶绝缘寿命曲线是研究电气设备绝缘性能变化规律的重要工具,对于提高设备的安全性和可靠性具有重要意义。
通过了解橡胶绝缘寿命曲线的特点和变化规律,有效进行设备维护和保养,可以延长设备的使用寿命,降低维护成本,确保电气设备的正常运行。
【2000字】第二篇示例:橡胶绝缘寿命曲线是指将橡胶绝缘材料的寿命与其使用时间、环境条件等因素进行统计分析后得出的一条曲线。
橡胶绝缘在电力设备中起着至关重要的作用,它可以有效地隔离电气设备与外界环境,保护设备免受电击、击穿等危害。
硅橡胶老化性能研究及寿命预测发表时间:2017-10-16T12:11:21.247Z 来源:《建筑学研究前沿》2017年第14期作者:朱剑波1 欧阳赛红2 [导读] 这可以通过降低和消除胶料中的酸、碱以阻止硅氧主链的降解反应、添加耐热添加剂和选择合适的填料等途径来实现。
1.长园高能电气股份有限公司 523128;2.广州市佳林化学科技有限公司 510632摘要:采用加速老化试验方法对硅橡胶的热氧老化性能进行了研究,以获得不同老化温度及老化时间对硅橡胶力学性能的影响规律,并利用Arrhenius方程对热空气老化环境下的硅橡胶使用寿命做出预测。
结果表明,硅橡胶在热空气中老化时,随老化温度的升高和老化时间的延长,材料的拉伸强度和断裂伸长率均降低; 分别以拉伸强度和断裂伸长率作为考察指标做出寿命预测,推算出的寿命分别约为15a和16.4a。
关键词:硅橡胶;老化性能;寿命预测前言:硅橡胶以线型聚硅氧烷为生胶,通过填充填料并与其他助剂混炼后,再在一定条件下硫化,得到弹性态的硫化胶。
其主要成分聚硅氧烷是以交替Si-O为主链、侧链为有机基团的半无机半有机线性高分子,因此,硅橡胶具有许多优异的性质,硅橡胶兼具有机高分子和无机物的优异性能。
硅橡胶凭借其独特的性能,已广泛应用于社会生产生活中的各个领域,尤其在国防建设。
尖端科技发展等领域发挥着不可替代的作用。
但由于橡胶在贮存过程中会逐渐变质,其各项性能会随着时间增加而逐渐下降,甚至失去使用价值。
目前针对材料老化寿命的研究方法使用较多的是通过热空气老化测定橡胶选定性能的变化及达到指定临界值的时间,并利用Ar-rhenius方程来推算橡胶的贮存寿命。
国家标准GB/T20020-2005详细阐述了应用该方程推算寿命的方法。
本文使用该方法研究了硅橡胶的老化性能,并对硅橡胶使用寿命进行了评估,有利于硅橡胶产品生产过程中改进性能。
改善质量,为硅橡胶交付产品确定保险期(寿命),同时为其应用提供实验研究数据参考和理论依据。
橡胶材料使用寿命?2009年11月24日??阅读101次橡胶材料使用寿命橡胶材质一般材质特殊配方丁腈橡胶(NBR/BUNA) 5 ~10年15年以下氢化丁腈橡胶(HNBR)15年20年以下乙丙胶(EPDM) 5 ~10年15年以下硅橡胶(SI) 5 ~10年-氟橡胶(FPM/FKM/VITON) 5 ~15年20年以下硅氟橡胶(FLS) 5 ~20年-丁苯胶(SBR) 5 ~10年-氯丁胶(CR) 5 ~10年-丁基橡胶(IIR) 5 ~10年-氯磺化聚乙烯胶(CSM) 5 ~10年-丙烯酸脂橡胶(ACM) 5 ~10年-聚四氟乙烯(PTFE/Teflon)长期-天然橡胶(NR) 5 ~10年-聚氨酯橡胶(PU) 5 ~10年-NR、IR、BR、SBR、NBR、EPDM分别是什么橡胶及用途?2010年1月6日??阅读68次NR、IR、BR、SBR、NBR、EPDM分别是什么橡胶及用途1、天然橡胶(NR)以橡胶烃(聚异戊二烯)为主,含少量蛋白质、水分、树脂酸、糖类和无机盐等。
弹性大,定伸强度高,抗撕裂性和电绝缘性优良,耐磨性和耐旱性良好,加工性佳,易于其它材料粘合,在综合性能方面优于多数合成橡胶。
缺点是耐氧和耐臭氧性差,容易老化变质;耐油和耐溶剂性不好,第抗酸碱的腐蚀能力低;耐热性不高。
使用温度范围:约-60℃~+80℃。
制作轮胎、胶鞋、胶管、胶带、电线电缆的绝缘层和护套以及其他通用制品。
特别适用于制造扭振消除器、发动机减震器、机器支座、橡胶-金属悬挂元件、膜片、模压制品。
2、丁苯橡胶(SBR)丁二烯和苯乙烯的共聚体。
性能接近天然橡胶,是目前产量最大的通用合成橡胶,其特点是耐磨性、耐老化和耐热性超过天然橡胶,质地也较天然橡胶均匀。
缺点是:弹性较低,抗屈挠、抗撕裂性能较差;加工性能差,特别是自粘性差、生胶强度低。
使用温度范围:约-50℃~+100℃。
主要用以代替天然橡胶制作轮胎、胶板、胶管、胶鞋及其他通用制品。
3、顺丁橡胶(BR)是由丁二烯聚合而成的顺式结构橡胶。
优点是:弹性与耐磨性优良,耐老化性好,耐低温性优异,在动态负荷下发热量小,易于金属粘合。
缺点是强度较低,抗撕裂性差,加工性能与自粘性差。
使用温度范围:约-60℃~+100℃。
一般多和天然橡胶或丁苯橡胶并用,主要制作轮胎胎面、运输带和特殊耐寒制品。
4、异戊橡胶(IR)是由异戊二烯单体聚合而成的一种顺式结构橡胶。
化学组成、立体结构与天然橡胶相似,性能也非常接近天然橡胶,故有合成天然橡胶之称。
它具有天然橡胶的大部分优点,耐老化由于天然橡胶,弹性和强力比天然橡胶稍低,加工性能差,成本较高。
使用温度范围:约-50℃~+100℃ 可代替天然橡胶制作轮胎、胶鞋、胶管、胶带以及其他通用制品。
5、氯丁橡胶(CR)是由氯丁二烯做单体乳液聚合而成的聚合体。
这种橡胶分子中含有氯原子,所以与其他通用橡胶相比:它具有优良的抗氧、抗臭氧性,不易燃,着火后能自熄,耐油、耐溶剂、耐酸碱以及耐老化、气密性好等优点;其物理机械性能也比天然橡胶好,故可用作通用橡胶,也可用作特种橡胶。
主要缺点是耐寒性较差,比重较大、相对成本高,电绝缘性不好,加工时易粘滚、易焦烧及易粘模。
此外,生胶稳定性差,不易保存。
使用温度范围:约-45℃~+100℃。
主要用于制造要求抗臭氧、耐老化性高的电缆护套及各种防护套、保护罩;耐油、耐化学腐蚀的胶管、胶带和化工衬里;耐燃的地下采矿用橡胶制品,以及各种模压制品、密封圈、垫、粘结剂等。
6、丁基橡胶(IIR)是异丁烯和少量异戊二烯或丁二烯的共聚体。
最大特点是气密性好,耐臭氧、耐老化性能好,耐热性较高,长期工作温度可在130℃以下;能耐无机强酸(如硫酸、硝酸等)和一般有机溶剂,吸振和阻尼特性良好,电绝缘性也非常好。
缺点是弹性差,加工性能差,硫化速度慢,粘着性和耐油性差。
使用温度范围:约-40℃~+120℃。
主要用作内胎、水胎、气球、电线电缆绝缘层、化工设备衬里及防震制品、耐热运输带、耐热老化的胶布制品。
7、丁晴橡胶(NBR)丁二烯和丙烯晴的共聚体。
特点是耐汽油和脂肪烃油类的性能特别好,仅次于聚硫橡胶、丙烯酸酯和氟橡胶,而优于其他通用橡胶。
耐热性好,气密性、耐磨及耐水性等均较好,粘结力强。
缺点是耐寒及耐臭氧性较差,强力及弹性较低,耐酸性差,电绝缘性不好,耐极性溶剂性能也较差。
使用温度范围:约-30℃~+100℃。
主要用于制造各种耐油制品,如胶管、密封制品等。
8、氢化丁晴橡胶(HNBR)丁二烯和丙烯晴的共聚体。
它是通过全部或部分氢化NBR的丁二烯中的双键而得到的。
其特点是机械强度和耐磨性高,用过氧化物交联时耐热性比NBR好,其他性能与丁晴橡胶一样。
缺点是价格较高。
使用温度范围:约-30℃~+150℃。
主要用于耐油、耐高温的密封制品。
9、乙丙橡胶(EPM\\EPDM)乙烯和丙烯的共聚体,一般分为二元乙丙橡胶和三元乙丙橡胶。
特点是抗臭氧、耐紫外线、耐天候性和耐老化性优异,居通用橡胶之首。
电绝缘性、耐化学性、冲击弹性很好,耐酸碱,比重小,可进行高填充配合。
耐热可达150℃,耐极性溶剂-酮、酯等,但不耐脂肪烃和芳香烃,其他物理机械性能略次于天然橡胶而优于丁苯橡胶。
缺点是自粘性和互粘性很差,不易粘合。
使用温度范围:约-50℃~+150℃。
主要用作化工设备衬里、电线电缆包皮、蒸汽胶管、耐热运输带、汽车用橡胶制品及其他工业制品。
合成橡胶材料代码表材料材料标准内缩写标准内缩写标准内缩写化学品名商标名ISO1629 ASTM1418 B+S 丙烯腈-丁二烯橡胶(丁腈橡胶)Europrene? Krynac? Breon? Nipol N? NBR NBR N 氢化丙烯腈-丁二烯橡胶(氢化丁腈橡胶)Therban? Zetpol? HNBR HNBR H 三元乙丙橡胶Dutral? Keltan? Vistalon? Buna EP? EPDM EPDM E 硅橡胶Elastoseal? Silastic? Silopren? Rhodorsil? VMQ VMQ S 氟橡胶Viton? Tecnoflon? Fluorel? Dai-EI? FKM FKM V 全氟橡胶Isolast? Kalrez? FFKM FFKM J 硅氟橡胶Silastic? FVMQ FVMQ F 丁苯胶Buna S? Europrene? SBR SBR WB 氯丁二烯橡胶Isolast? Kalrez? ACM ACM A 丁基橡胶Esso Butyl? IIR IIR WI 氯磺化聚乙烯胶HYpalon? CSM CSM WM 丙烯酸脂橡胶ACM ACM ACM 天然橡胶NR WR WR 聚氨酯橡胶(聚酯型)聚氨酯橡胶(聚醚型)AU EU AU EU WU ?橡胶的老化与防护???? 橡胶和橡胶制品老化的发生和发展,是一个由表及里、由量变到质变的过程。
老化后表面出现斑点,失光变色或有微裂纹等,手感是变软发黏或变硬发脆;老化使橡胶的某些物理化学性能和电学性能发生劣化,各种力学性能出现程度不同的下降,老化时间越长变化越显着。
???? 橡胶老化的原因有内因也有外因,内因是橡胶属于一种有机高分子材料,其分子的化学键能、交联网络的键能和大分子间内聚能都比较低,易受各种侵蚀、破坏而老化。
老化的外因有三类,一是物理因素,如热、光、电、高能辐射及机械应力等;二是化学因素,如氧、臭氧、强氧化剂、无机酸、碱、盐的水溶液以及变价金属离子等;三是生物因素,如微生物及蚂蚁等。
橡胶的氧化和臭氧化反应对橡胶造成的破坏最为常见,也最严重。
此外热、光、机械应力等因素往往还结氧化和臭氧化起到活化和/或催化作用。
生物老化多发生在热带或亚热带地区。
??? 在橡胶的老化防护方面,现已经开发出了上百种能抵御不同老化行为的添加型多功能或专用防老剂,有些已在生产实践中广泛应用。
??? 橡胶的老化与防护是进行胶料配方设计必须考虑的内容,防老剂则是胶料配方的四大体系之一。
?橡胶材料性能?2009年11月24日??阅读72次橡胶材料性能橡胶材质材质说明优缺点经常用途丁腈橡胶NBR (Nitrile Rubber)由丙烯睛与丁二烯共聚合而成,丙烯睛含量由18%~50% ,丙烯睛含量愈高,对石化油品碳氢燃料油之抵抗性愈好,但低温性能则变差,一般使用温度范围为-25~100 ℃。
丁睛胶为目前油封及O 型圈最常用之橡胶之一。
优点:具良好的抗油、抗水、抗溶剂及抗高压油的特性。
具良好的压缩歪,抗磨及伸长力。
缺点:不适合用于极性溶剂之中,例如酮类、臭氧、硝基烃,MEK和氯仿。
用于制作燃油箱、润滑油箱以及在石油系液压油、汽油、水、硅润滑脂、硅油、二酯系润滑油、甘醇系液压油等流体介质中使用的橡胶零件,特别是密封零件。
可说是目前用途最广、成本最低的橡胶密封件。
氢化丁睛胶HNBR (Hydrogenate Nitrile)氢化丁睛胶为丁睛胶中经由氢化后去除部份双链,经氢化后其耐温性、耐候性比一般丁睛橡胶提高很多,耐油性与一般丁睛胶相近。
一般使用温度范围为-25~150 ℃。
优点:较丁睛胶拥有较佳的抗磨性具极佳的抗蚀、抗张、抗撕和压缩歪的特性在臭氧、阳光及其它的大气状况下具良好的抵抗性一般来说适用于洗衣或洗碗的清洗剂中缺点:不建议使用于醇类,酯类或是芳香族的空调制冷业,广泛用于环保冷媒R134a 系统中的密封件。
汽车发动机系统密封件。
氟橡胶FPM / FKM(Fluoro CarbonRubber) 分子内含氟之橡胶,依氟含量( 即单体构造)而有各种类型。
目前广用的六氟化系氟橡胶最早由杜邦公司以”Viton” 商品名上市。
耐高温性优于硅橡胶,有极佳的耐化学性、耐大部分油及溶剂( 酮、酯类除外) 、耐候性及耐臭氧性;耐寒性则较不良,一般使用温度范围为-20~250 ℃。
特殊配方可耐低温至-40 ℃。
优点:可抗热至250 ℃对于大部份油品及溶剂都具有抵抗的能力,尤其是所有的酸类、脂族烃、芳香烃及动植物油缺点:不建议使用于酮类,低分子量的酯类及含硝的混合物。
汽车、机车、柴油发动机及燃料系统。
化工厂的密封件。
?三元乙丙胶EPDM (Ethylene propyleneRubber)由乙烯及丙烯共聚合而成主链不合双链,因此耐热性、耐老化性、耐臭氧性、安定性均非常优秀,但无法硫磺加硫。
为解决此问题,在EP 主链上导入少量有双链之第三成份而可硫磺加硫即成EPDM ,一般使用温度范围为-50~150 ℃。
对极性溶剂如醇、酮、乙二醇及磷酸脂类液压油抵抗性极佳。
优点:具良好抗候性及抗臭氧性具极佳的抗水性及抗化学物可使用醇类及酮类耐高温蒸气,对气体具良好的不渗透性缺点:不建议用于食品用途或是暴露于芳香氢之中。
高温水蒸汽环境之密封件。
卫浴设备密封件或零件。