השפעת גורמים סביבתיים על תקלות חומריות

חומרי גומי הם בכל מקום בהנדסה מודרנית וייצור, המשרתים פונקציות קריטיות בחיתימות, כלי רכב, משחות, צמיגות, צריחים, אינספור רכיבים אחרים על פני הרכב, אוויר, תעשייתי ויישומים צרכניים. הגמישות הטמונים, גמישותם הטמונית, גמישותם, ולחות חוסן, וחיזוקים גורמים חיוניים לגומי באיכות הגבוהה ביותר הם רגישים להשפלה וכישלון כאשר חשופים לתנאי בדיקה סביבתיים קשים, אשר מציעים מנגנונים מורכבים אלה, כלומר, חומרים כימיים מורכבים חיוניים, כלומר, כלומר, חומרים כימיים מורכבים חיוניים, אונקטיביים, ואפקטים חיוניים, או חומרים כימיים מורכבים, אופנים, ואפקטים חיוניים, ואפקטים של חומרים כימיים מורכבים של חומרים כימיים מורכבים של חומרים כימיים מורכבים, עם מנגנונים סביבתיים, עם תכונות מכניים חיוניים, עם מוטציות מורכבות, עם השפעה אובייקטיביים, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם השפעות אורגניים חיוניים, עם תכונות מתכתיים חיוניים, עם תכונות מורכבות, עם מנגנונים סביבתיים, עם זאת, עם תכונות מורכבות, עם זאת, עם השפעה אובייקטיביות, עם השפעה אובייקטיביות, עם השפעה חיצונית, עם תכונות מורכבות, עם תכונות מורכבות, עם תכונות מורכבות, עם השפעה חיצונית, עם השפעה חיצונית, אך גם כן, עם תכונות

גורמים סביבתיים נפוצים המשפיעים על גומי

ההשפלה של גומי נגרמת לעתים נדירות על ידי מתח יחיד.במקום, זה האינטראקציה הסינרגיסטית של גורמים סביבתיים מרובים מאיץ ההזדקנות ובסופו של דבר מוביל לכישלון.כל גורם תוקף את רשת פולימרים באופן ייחודי, והבנה של מנגנונים בודדים אלה היא הצעד הראשון לקראת מניעה יעילה.

טמפרטורה קיצונית: הפחתת הזעם וההתאוששות

הטמפרטורה היא אולי הגורם הסביבתי הנפוץ ביותר המשפיע על גומי.שניהם טמפרטורות גבוהות ונמוכות כופים לחצים ברורים על המבנה הפולימריא.בטמפרטורות גבוהות יותר, תרכובות גומי עוברות (FLT:0thermal oxidativeהזדקנות fLT) מייצרות עוד 1:1 - תהליך שבו חום מאיץ את התגובה של חמצן עם רשתות פולימריות (F) עלול להחמיר את הטמפרטורות חום מתוחכמות גבוהה יותר, מתחת לדלקת גומי, עלולות להפחתה של נוזל חום, מתחת לטמפרטורה נמוכה יותר, מתחת לדלקת גומי (F) לטמפרטורות מתוחכמות גבוהה יותר, ירידה של נוזל גומי, ירידה של נוזל מחמצן, ירידה של נוזל חום, ירידה של 2 קליברלית, ירידה של נוזל חמצן, 000) מתחת לטמפרטורה נמוכה יותר, 000 חום, 000, 000, 000 עד לדלקת גומי, 000 עד לטמפרטורות גומי, 000) מחמצן, ירידה של נוזל חום, ירידה של נוזל חום, ירידה בטמפרטורות מתוחה, ירידה בטמפרטורות מתוחכמות גבוהה יותר, 000 גרם לטמפרטורות מתוחכמות גבוהה יותר, 000 מחמצן, 000 עד לטמפרטורות מתוחכמות גבוהה יותר, עלולים עד לטמפרטורות מתוחכמות גבוהה יותר, 000 מחמצן, 000 מחמצן, 000 מחמצן, 000 לחץ דם חום, 000

Ozone Attack: Surface Cracking in Stressed גומי

(O3) הוא אולטרופציה תגובתית מאוד של חמצן נוכח באווירה בריכוזים נמוכים (בדרך כלל 0.01-0.1 pm), אבל זה מזיק במיוחד לגומי בלתי רווי כגון גומי טבעי (NR), סטיילן-אבלדין מהיר יותר (SBR), ו- nitrile גומי (NBR) פוגע בפחמן כפול פחמן דו-פחמי בפולימריאוב, גורם להתפרצות חמורה יותר של גומי (Flowdouic) באופן דרמטי יותר, במיוחד, במיוחד, כלומר, כלומר, כלומר, אפילו יותר, 000 גרם לגומי נוזלי).

קרינה UV: Photodegradation and Surface Embrittlement

אולטרה סגול (UV) קרינה מאור השמש, במיוחד בטווח הארוך של 290-400 ננומטר, נושאת מספיק אנרגיה כדי לשבור אג"ח קוהנדסי בפולימרים גומי.תהליך photodegrad מתפתח תגובות שרשרת רדיקליות חינם אשר תוצאה של נפיחות שרשרת, חסימת אורכי, ו היווצרות של פחמן ו- hydroxyl קבוצות על פני השטח.

Moisture and Water: Hydrolysis, Swelling, ו- Microbial Attack

מים ולחות משפיעים על גומי באמצעות מנגנונים מרובים.FLT:0 [Hydrolytic DisductionFLT: 1] זיהומים קלים, כאשר מולקולות מים לשבור את האג"ח הכימיים בפולימרים מסוימים, במיוחד אלה המכילים ester, או קישורי amide ידועים של תרכובות מיקרו-אימפריאליסטיות, אך גם סיליקון הם נוטים להפחתת משקל מולקולרי ומולקולות גבוהות של חומצה פולינזירית (Fallowic) עלולים להיות גם תרכובת גבוהה של מינרלים.

חשיפה כימית: Swelling, Dissolution ו- Chemical Attack

(החומרים) באים במגע עם מגוון עצום של כימיקלים: שמנים, דלקים, פותרים, חומצות, בסיסים וסוכני ניקוי (Automal) – התגובה תלויה בדמיון הכימי בין הפולימרים לבין נוזל התוקפים: 0Swelling לדוגמה ב-BRFLT5), אך ורק בפרמטרים של חומצה פוליבית, עלייה בנפח ובמשקל.

השפעות על חומרים סביבתיים על יכולת גומי

עמידות ארוכת הטווח של רכיב גומי נקבעת על ידי כמה טוב המבנה הפולימרים שלה, תוספים ועיצוב מתנגדים להשפעות המצטברות של סביבת השירות שלה.כל גורם סביבתי מאיץ את תהליך ההזדקנות הטבעי, אבל מצב הכשל לעתים קרובות משקף את הלחץ הדומיננטי.

השפעות סינרגטיות והתחייבו

גורמים סביבתיים לעתים רחוקות לפעול בבידוד.היט מאיץ את ההתקפה של האוזון ואת ה-UV photodegradation; לחות מקלה חדירה כימית; הלחץ מגביר את הסדקים סדקים ההרחבה.הסינרגיה זו היא הסיבה לכך שבדיקות ההזדקנות מואצות (למשל, באמצעות תנור הזדקנות תרמי-חמצן בשילוב עם חשיפה ל-אוזון) הן יותר מנבאות מבדיקות חד-מנועיות של לחץ חשמלי קבועות, אך לעתים קרובות מתרחשות מלחץ מתכתי, אך ורק מלחץ חום, אך ורק מלחץ חום קבוע, או ממתכת.

מצבי כישלונ נפוצים מונעים על ידי הסביבה

הכישלון האולטימטיבי של רכיב גומי - בין אם קרע קטסטרופלי, אובדן של חותם, או שינוי ממדי - הוא שיאה של נזק מיקרו-מבנה. מצבי כישלונות ספציפיים כוללים:

• (FLT:0)Ozone סדק: 1FLT:1 Deep, perpendicularסדקים (נקרא לעתים קרובות "לגרינג") על משטחים מתוחים, טיפוסי בחיתולים חשופים, חגורות, ו hoses עשויים גומי בלתי רווי.
• (FLT:0) עייפות תרמית: 1FLT 1 משטח crazing ומיקרו-קררים פנימיים הנובעים מהתרחבות חוזרת מחזורי התכווצות, נפוצים בהרים המנועים ומיתלות ממצה.
• (ב) [15] ,0) הידרדרות היירוליטית: אובדן כוח רב-קרקעי, אור ארוך-טווח ונוירולוס, מלווה לעתים קרובות על פני השטח הדביקים או הרכך, שנראה בחיתימות פוליאורות שנחשפו למים חמים.
• (FLT:0)UV chalking and embrittlement:cioFLT 1:1 Surface discoloration, אובדן מבריק, וסדקים דקים, במיוחד בגומי לא פחמן שחור המשמש אדריכלות חיצונית או יישומים סולאריים.
• (ב) נפיחות:0) נפיחות מית' (התרחשות): עלייה של מימדי, עלייה מופחתת, וחדירה ב- O-ringion נחשפים לנוזלים לא תואמים.
• (FLT:0) דיכוי קובע: 1FLT 1 רפורמציה קבועה לאחר דחיסה ממושכת בטמפרטורה גבוהה, לעתים קרובות נגרמת על ידי נזילות חמצון - אפקט תרמי וכימיקלי משולב.

לכל מצב כשל יש חתימה חזותית ומכנית אופיינית שניתן לזהות באמצעות ניתוח כישלונ באמצעות טכניקות כגון Fourier-transform אינפרא אדום spectroscopy (FTIR), סריקה מיקרוסקופית אלקטרונים (SEM), ו-Clorime סריקה שונה (DSC). אלה ניתוח שורש גורם נחישות ופעולה נכונה.

אמצעי מניעה ובחירת חומרית

תכנון רכיב גומי עבור עמידות סביבתית ארוכת טווח דורש גישה שיטתית: מבחירה פולימרית ומרכיבה לתכנון ואמצעי הגנה.שום חומר בודד אינו מזיק לכל הסביבות, אך הנדסה זהירה יכולה להאריך באופן דרמטי את חיי השירות.

בחירה פולימר: התאמת הכימיה לתנאי השירות

הכימיה של תרכובת גומי קובעת את פרופיל ההתנגדות הבסיסית שלה.בדרך כלל משתמשים elastomers ואת פרצות הסביבה האופייניות שלהם מסכמת למטה:

Elastomer	Temperature Range (°C)	Ozone Resistance	UV Resistance	Water/Hydrolysis	Chemical Resistance
Natural Rubber (NR)	-50 to +90	Poor	Poor	Fair	Poor (oils, solvents)
EPDM	-50 to +150	Excellent	Good	Excellent	Good (polar fluids)
Silicone (VMQ)	-60 to +230	Excellent	Good	Fair (some hydrolysis)	Poor (fuels, oils)
Fluorocarbon (FKM)	-20 to +230	Excellent	Excellent	Excellent	Excellent (wide range)
Nitrile (NBR)	-40 to +120	Poor	Fair	Good	Good (oils, fuels)
Polyurethane (AU/EU)	-40 to +100	Good	Poor	Poor (hydrolysis)	Good (oils, abrasion)

לדוגמה, חותם חיצוני באקלים ממוזג עם זיהום גבוה וחשיפה UV סביר להיות מוגש הטוב ביותר על ידי EPDM או סיליקון. A חם אטום שמן מנוע עשוי לדרוש FKM. a דינאמית שיחing בסביבה רטובה עשוי להשתמש NBR (HNBR) כדי לשפר את רמת היעוץ תרמי ולחות.

עקבו אחרי Environmental Resistance

אפילו בתוך משפחה פולימרנית נתונה, תרכובות יכולות לשנות באופן דרמטי את הביצועים הסביבתיים.תוספים מרכזיים ואסטרטגיות כוללים:

• (FLT:0) Antidegradants:FLT:1 Antioxidants (למשל, מעכב פנול, amines) להאט הזדקנות חמצון; אנטירוזונים (למשל, פר-פנוירדימינים) להגן מפני פצח האוזון על ידי הגירה אל פני השטח ויצר שכבת מגן.
• (FLT:0)UVייצובs: FLT:1 Carbon black הוא סופגן ה-UV היעיל ביותר; עבור תרכובות שאינן שחורות, מעכבים ייצוב אור של amine (HALS) ו סופגניזוטריאזאולי משמשים.
• (FLT:0)Plasticizers: 1FLT (FLT:1) לשפר גמישות דלת-טמפרטורה נמוכה, אבל יכול להישמר בסביבות חם או נוזל, גרימת בידוד. בחירה קפדנית של סוג הפלסטיק (למשל, thalate לעומת ester) הוא הכרחי עבור התנגדות כימית.
• (FLT:0)Fillers: FLT:1 פחמן שחור גם מחזק תכונות מכניות ומגן מפני UV; מילויים של סיליקה יכולים לשפר את כוח הדמעות אבל עשוי להאיץ את הידרוליזה אם לא זוג כראוי.
• מערכת הגומי:0Crosslinking: FLT:1; גומי בעל עור חד-חמצני בדרך כלל יש התנגדות תרמית וכימיקלית טובה יותר מאשר אלה בעלי עור, אם כי מערכות גופרות הן לעתים קרובות גמישות יותר.

יצרנים צריכים לעבוד בשיתוף פעולה הדוק עם מתווכים כדי לשנות פולימרים בסיס עבור סביבות לקוח ספציפיות, ותמיד לאמת באמצעות בדיקת התנגדות של FLT:0 ISO 18803FLT:1 חום הזדקנות ו-FLT:2ASTM D117103FLT 3

שיקולים עבור Mitigating מתח סביבתי

עיצוב גיאומטרי יכול להפחית את הלחץ המקומי המחריף את ההתקפה הסביבתית.

• (ב) [15] , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (FLT:0) לספק ניקוז נאות:FLT:1 עבור יישומים בחוץ או רטובים, תכונות עיצוב המאפשר מים לנקז את ההפחתה של הידרוליזה וצמיחה מיקרוביאלית.
• (ב) ,0) ,Use מגן מכסה או מגן: 1 מתכת או דיור פלסטיק יכול לחסום UV ו- ozone, ולהפחית קיצוניות תרמיים.
• (FLT:0) צמצום הלחץ הטנטימי: FIRLT:1 , סדקים באוזון חמורים הרבה יותר תחת לחץ.הפחתת עומס או שימוש בתרכובות סט דחיסה נמוכות עוזר.
• (FLT:0) ציפויי פני השטח:FLT:1 ציפוי פלואופולמר או שכבות דמויות צבע ניתן ליישם על משטחים פגיעים, אם כי הם מוסיפים עלות ועשויים לדרוש שכפול תקופתי.

פרוטוקולי בדיקה ואימות

אין כמות של עיצוב או בחירה חומרית יכולה להחליף בדיקות קפדניות בתנאים מייצגים.שיטות בדיקה סטנדרטיות להתנגדות סביבתית כוללות:

• (FLT:0) ההזדקנות של הית': ASTM D573 (תנור אווירי), ISO 188 - להעריך שינויים בחוזק רב-עוצמה, הזנקות, וקשידות לאחר החשיפה לטמפרטורות גבוהות.
• התנגדות:0 (Ozone Resistance:FLT:1 ASTM D1149, ASTM D1171 - לחשוף דגימות לחוצים לשלוט ריכוז האוזון (למשל, 50 pphm ב 40 מעלות צלזיוס) ולבחון עבור סדקים.
• (FLT:0)UV/weathering: ASTM G154 ( מנורת UV גדולה), ISO 4892 - סימולציה של אור השמש עם מחזורי הדבקה.
• (ב) ⁇ 0 (ב"א): ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• התנגדות:0 (Hydrolysis Resistance: FLT:1 ASTM D3137 - ⁇ במים חמים או קיטור תחת לחץ, ואחריו בדיקות פילים.

כאשר ניתן, לבצע בדיקות ההזדקנות מואצות המשלבות מספר גורמים (למשל, חום + אוזון + לחות) כדי להעריך סינרגיה.תמיד תתאים תוצאות מואצות עם נתונים שדה כדי לקבוע גורמי האצה.

מחקרים אמיתיים של מחסור בגומי סביבתי

למידה מכישלונות העבר מספקת שיעורים לא יקרי ערך.חשבו בדוגמאות הבאות:

• (FLT:0) קרינת קטר: FIRLT:1) פרץ מוקדם היה במעקב על גומי EPDM אשר הציג סדקים חמורים ליד תא המנוע, שבו פער ניצוץ המיוצר אוזון גבוה.הכישלון נפתר על ידי מעבר לדרגה גבוהה יותר של EPDM עם עומס אנטי-זנון מוגבר.
• (FLT:0) מחסנית צינורות:FLT:1 A Neoprene על צינורות מים עמוק נכשל לאחר 18 חודשים בשל הידרוליזה בלחץ גבוה וטמפרטורה.החלל השתמש מימן NBR עם תרופה חד תחמוצת, אשר עבר בדיקות סיבולת 10 שנים.
• (FLT:0) כרטיס חלון אדריכלי: FLT:1 Aסיליקון גזקט בחזית צפופה צפונה הפך לערערער ופצח בתוך 5 שנים.ניתוח גילה את ההידרדרות UV למרות אור השמש הישיר הנמוך - האשם משתקף UV מפאנלים מתכתיים סמוכים.

מסקנה

גורמים סביבתיים - טמפרטורה, אוזון, קרינה UV, לחות וכימיקלים - מפעילים השפעות עוצמתיות על התנהגות חומרית גומי וארוכותיות. דגרדציה היא לעתים רחוקות בלתי ניתנת למניעה אחת; היא אינטראקציה מורכבת של סוכנים אלה, לעתים קרובות מורכב על ידי לחץ מכני, שמוביל לכשל מוקדם בתעשייה.על ידי הבנת המנגנונים הייחודיים של חמצון, או סדק, photogradation, הידרוזה, הידרוזה, וסימולציה של טכניקות למניעת סודיות, ניתן לפתח סודיות חומרים כימיים, כדי לפתח דבקות, כדי לפתח סודיות.

(ב) [ה]המשכילים: [ה] [ה] [ה]] [ה] [ה]] [ה]]] [ה]] [ה]]] [ה]]]] [ה]]] [הההה']'[ה']'[ה']'[ה']']''[ה']']'[ה'[ה']']']'[ה']']'[ה'[ה']']'[ה'[ה'[ה'[ה']'[ה']']']'[ה'[ה'[ה'[ה'[ה']']']']']']'[ה'[ה'[ה'[ה']']']']']'[ה'[ה']']'[ה'[ה']']']']']'[ה']']'[ה'[ה']'[ה'[ה'[ה']']']'[ה'[ה'[ה'[ה'[