Kev laus tsis ua hauj lwm thiab kev kwv yees lub neej ntawm cov ntaub ntawv polymer

Kev laus tsis ua haujlwm thiab kev kwv yees lub neej ntawm cov ntaub ntawv polymer
Thaum lub sij hawm cia thiab siv, cov ntaub ntawv polymer yuav raug cuam tshuam los ntawm ntau yam ib puag ncig (xws li lub teeb ultraviolet, tshav kub, av noo, ozone, kab mob, thiab lwm yam) thiab kev ua haujlwm (xws li kev ntxhov siab, hluav taws xob, teb sib nqus, xov xwm, thiab lwm yam). Photooxygen degradation, thermal degradation, tshuaj lom neeg degradation, lom degradation, thiab lwm yam, ua rau maj mam poob ntawm ntau yam khoom kom txog thaum kev puas tsuaj. Yog li ntawd, nws yog ib qho tseem ceeb heev los kawm txog kev laus tsis ua hauj lwm mechanism thiab kev kwv yees lub neej ntawm cov ntaub ntawv polymer. Siv cov khoom siv roj hmab sealing ua piv txwv, cov khoom ua los ntawm nws, xws li gaskets, O-rings, khob, roj ntsaws ruaj ruaj, li qub, thiab lwm yam, feem ntau yog nyob rau hauv txoj hauj lwm tseem ceeb hauv cov cuab yeej siv tshuab, thiab tib lub sij hawm feem ntau tsis muaj zog. kev sib txuas ntawm cov khoom siv lossis cov khoom sib dhos. Yog hais tias nws poob nws lub peev xwm sealing, nws yuav tsum tau disassembled thiab hloov, txwv tsis pub tag nrho cov khoom yuav raug muab pov tseg.
Lub ntsiab lus ntawm kev laus roj hmab yog qhov sib txuas los yog tawg ntawm cov roj hmab molecular chains, uas feem ntau yog autocatalytic oxidation mechanism. Hom thiab muaj pes tsawg leeg ntawm cov roj hmab nyoos roj hmab txiav txim siab kev laus ruaj khov ntawm cov khoom mus rau qhov loj. Piv txwv li, lub tshav kub tsis kam ntawm silicone roj hmab thiab fluorine roj hmab yog zoo dua li ntawm nitrile butadiene roj hmab (NBR); Lub tshav kub tsis kam ntawm hydrogenated nitrile butadiene roj hmab (HNBR) Qhov siab dua qhov saturation, qhov zoo dua thermal stability; Raws li cov ntsiab lus acrylonitrile (AN) nce, cov roj tsis kam thiab kev laus ua haujlwm ntawm NBR nce, tab sis tib lub sij hawm nws cov sealing kev ua tau zoo thiab tsis tshua muaj kub tsis kam. Cov roj hmab vulcanization system, stabilizing system, fillers thiab plasticizers tag nrho yuav cuam tshuam rau kev laus zog ntawm matrix. Rau cov roj hmab silicone lossis polyurethane roj hmab uas yooj yim hydrolyzed los yog muaj qee yam hydrophilicity, cov av noo yuav ua rau nws txoj kev laus. Thaum siv, cov khoom siv roj hmab sealing feem ntau yuav tsum tiv taus qee qhov deformation thiab tuaj yeem tiv nrog cov xov xwm roj. Qhov no ua rau cov txheej txheem kev laus ntawm cov khoom siv tsis yog tsuas yog cov txheej txheem thermo-oxidative degradation, tab sis kuj cuam tshuam cov roj xov xwm thiab kev ntxhov siab.
Lub neej ntawm cov roj hmab feem ntau yog ntsuas los ntawm kev ntsuas kev ntsuas cua sov kom nrawm, uas yog, kev ntsuas kev laus nrawm yog ua tiav ntawm qhov kub siab dua, thiab lub neej yog kwv yees los ntawm kev ntsuas qhov ntsuas ntsuas rau kev siv (kev pabcuam) kub siv cov mis Arrhenius. . Qhov no yuav tsum tau hais tias lub tshuab ua rau degradation tsis hloov nyob rau hauv qhov kub thiab txias nyob rau hauv kev tshawb nrhiav. Feem ntau, txoj kev Arrhenius tau raug pov thawj tias siv tau, tab sis ntau tus kws tshawb fawb tau tshaj tawm tias tus cwj pwm tsis-Arrhenius ntawm roj hmab laus tsis muaj feem xyuam. Piv txwv li, thaum Bernstein et al. tau kawm txog kev laus zuj zus ntawm fluorosilicone, lawv pom tias Arrhenius nkhaus ntawm nws tus cwj pwm compressive kev nyuaj siab so deviated ntawm 80 degree, ua rau lub siab kub thiab qis-kub ntu los qhia ob lub zog ua kom muaj zog (73kJ·mol-1 thiab 29kJ. ·mol-1). Muab xam los ntawm qhov qis-kub seem ua kom lub zog, lub neej sib raug rau 50% kev ua haujlwm poob yog 17 xyoo, thaum lub neej ncua ncaj qha los ntawm qhov kub-kub seem ua kom lub zog ntev li 900 xyoo. Hloov kho, kho thiab rov luam tawm los ntawm Jiayu Testing Network yuav tsum qhia qhov chaw. Xws li qhov sib txawv loj qhia tau hais tias qhov tseeb kev laus yog qhov sib txawv ntawm kev laus zuj zus, ua rau muaj kev hloov pauv hauv cov txheej txheem kev laus, lossis kev hloov pauv ntawm cov txheej txheem kev laus hauv qhov sib txawv ntawm qhov kub thiab txias, uas yuav ua rau cov txiaj ntsig yooj yim extrapolation tsis ntseeg. Txawm li cas los xij, kev tshawb fawb tam sim no feem ntau pib los ntawm cov kev xav tau tiag tiag ntawm kev siv engineering, tsom mus rau cov khoom siv kho tshuab (xws li lub zog, hardness, compression mus tas li deformation, kev ntxhov siab so, elastic rov qab tus nqi, thiab lwm yam), hais txog kev laus ntawm cov roj hmab hauv cov xwm txheej sib txawv. . Kev tshawb fawb tsis tshua muaj kev koom tes, uas txhais tau hais tias kev kwv yees lub neej tseem siv cov txheej txheem thermal oxygen aging. Muaj kev tshawb fawb ntau qhov sib txawv ntawm qhov cuam tshuam ntawm qhov kub thiab txias thiab cov av noo, cov teebmeem kev ntxhov siab, cov teebmeem nruab nrab, thiab lwm yam hauv cov roj hmab ib puag ncig.
Thaum lub sij hawm thermal oxidation txheej txheem, roj hmab yuav tsim ntau yam khoom oxidation, uas yog pom tseeb nyob rau hauv cov thickness kev taw qhia ntawm cov khoom, thiab nws cross-linking ceev kuj yuav hloov. Tom qab ua qhov kev tshawb fawb tob txog cov thermal oxygen aging tus cwj pwm thiab cov txheej txheem ntawm NBR hauv huab cua thiab roj lubricating, tus sau pom tias cov txheej txheem kev laus ntawm NBR hauv huab cua tuaj yeem muab faib ua peb theem. Thawj theem yog kev tsiv teb tsaws ntawm cov khoom siv ntxiv (plasticizers, antioxidants, thiab lwm yam). Hauv theem thib ob, oxidation cov tshuaj tiv thaiv thiab kev sib txuas ntawm cov tshuaj tiv thaiv kev sib txuas ua ke, tshwm sim los ntawm kev nce hauv kev sib txuas ntawm kev sib txuas thiab hardness, thaum lub elastic rov qab tus nqi txo. Nyob rau theem peb ntawm lig thermal oxidation aging, hnyav oxidation tej zaum yuav ua rau molecular chains tawg. Txawm li cas los xij, lub sijhawm no, qhov elasticity ntawm NBR tau yuav luag tag lawm thiab nws tsis tuaj yeem siv los ua cov khoom sib khi. Hauv cov txheej txheem no, kev hloov pauv hauv cov ntsiab lus antioxidant yog qhov qhia tau tseem ceeb heev. Thaum nws cov ntsiab lus poob mus rau qhov tseem ceeb, tus nqi rov qab yuav poob qis, thiab qhov nyuaj yuav nce siab, ua rau nws poob nws qhov kev ua tau zoo. Thaum NBR yog thermally hnub nyoog nyob rau hauv lubricating roj, ua ntej ntawm tag nrho cov, vim lub diffusion ntawm lubricating roj rau hauv cov roj hmab, cov roj hmab muaj peev xwm tuav tau zoo resilience zog rau lub sij hawm ntev. Qhov thib ob, txawm hais tias cov roj lubricating cuam tshuam qhov kev nthuav dav ntawm cov pa oxygen mus rau qee qhov, cov qib ntawm oxidation hauv cov roj yog siab dua vim tias muaj zog ntxiv ntawm cov roj hmab molecular chains. Yog tias tib hom roj sib txawv ntawm cov viscosity, qhov degree ntawm oxidation nyob rau hauv cov roj uas tsis muaj viscosity yuav siab dua nyob rau hauv high-viscosity roj. Thib peb, cov nyhuv extraction ntawm lubricating roj ntawm additives ua rau lub migration ceev ntawm additives nyob rau hauv roj hmab kom ceev.
Thaum siv los ua cov khoom sib khi, roj hmab yuav raug kev nyuaj siab thiab so kom txaus thaum lub sijhawm. Gillen et al. los ntawm Sandia National Laboratory tau kawm txog cov kev ntxhov siab so tus cwj pwm ntawm butyl roj hmab nrog ib qho kev sib txawv ntawm qhov sib txawv ntawm qhov kub thiab pom tau tias qhov kev ntxhov siab so tau nrawm nrawm dua nyob rau hauv cov xwm txheej hnyav.
Thaum cov khoom siv roj hmab sealing siv nyob rau hauv lub zog sealing thiab lubrication qhov xwm txheej, kev sib txhuam thiab hnav cov khoom ntawm cov roj hmab yuav tsum tau txiav txim siab. Kev sib txhuam coefficient ntawm roj hmab yog qhov sib koom ua ke ntawm cov kua, adhesion thiab deformation. Adhesion yog kev sib txuas thiab kev puas tsuaj ntawm qib molecular thiab txo qis nrog elastic modulus, ua haujlwm ntawm viscoelasticity. Kev sib txhuam hysteretic ntawm cov roj hmab yog cov txheej txheem siv hluav taws xob, nrog rau sab hauv damping, tab sis nce raws li elastic modulus txo. Hnav yog qhov kev puas tsuaj hauv cheeb tsam, qhov tshwm sim ntawm kev tawg ntawm cov kab txuas txuas txuas mus rau hauv cov khoom me me. Yog hais tias nws yog ib tug ntse nto, hnav yuav ua rau tensile tsis ua hauj lwm; yog hais tias nws yog ib tug blunt nto, nws yuav ua rau qaug zog tsis ua hauj lwm. Cov xov xwm roj sib txawv muaj qhov sib txawv ntawm kev sib txhuam thiab hnav cov khoom ntawm cov roj hmab. Piv txwv li, ester hauv paus roj degrades cov khoom siv ntawm NBR ntau dua li cov roj ntxhia thiab cov roj hluavtaws polyolefin (PAO).