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橡胶密封制品的存放

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◆ 胶圈的储存

由于胶圈的特性,储存胶圈时需要注意下列事项:

◎ 储存的温度

◎ 储存区域空气的温度及干燥度

◎ 避光

◎ 储存期

◎ 为保证胶圈在储存期间的性有,NFT46-002,ISO4633和ISO2230标准都给出了细致的胶圈储存建议。


◆ 避光

弹性体对红外线和臭氧很敏感,因此储存中的胶圈必须避光(如直射的阳光和人造光)


◆ 存储期

各种材质橡胶密封圈及垫片要在上述标准下储存,储存期从生产之日起六年内。


影响密封圈使用寿命的主要因素
    
一、密封圈的使用寿命主要取决于它的抗老化性能。


橡胶是高弹性体,分子结构不饱和,易与空气中的臭氧、氧及其它活性物质发生化学反应,造成橡胶分子链断裂,交联等老化现象,从而使产品失去弹性,导致密封失效。


橡胶的老化可分为、氧老化、热老化、臭氧老化、光效应老化、变形及应力老化、重金属催化、氧化老化、水解老化、以及霉菌的侵蚀等几大类。

1、氧化老化

①.氧老化
氧可使橡胶分子链氧化断裂,破坏橡胶分子的交联结构。氧对橡胶的老化反应首先是氧气在热因素影响下,在橡胶分子的双键及其双键附近发生反应,形成过氧化物。然后过氧化物分解成为橡胶的氧化物,同时放出活性氧,致使橡胶分子断裂。活性氧又与其他橡胶分子化合重新形成过氧化物,这样周而复始地进行连锁反应。由于这种反应,橡胶分子链的断裂降解,使橡胶发粘、变软。另外,在氧化过程中也会使橡胶分子产生活性基,使橡胶分子进行交联,其结果导致橡胶交联密度逐渐增加,橡胶变硬、变脆失去弹性。上述的降解及交联情况在整个氧化过程中都会发生,只不过有的橡胶以断链为主,有的橡胶则以交联占优势,这主要取决于橡胶的类型。其他催化橡胶氧化反应的因素有热、紫外线、重金属离子及机械应力作用等。

②.热老化

热引起上述氧化连锁反应,并加速其进行,它对氧化的影响很大。橡胶制品不论外部受热或因连续变形引起内部升温,对其老化都有影响。一般来讲,温度每升高10℃,氧化速度约增加1倍左右。当温度高达120℃以上时,氧化速度就已相当迅速,如橡胶制品在100℃时的氧化速度至少是20℃时的256倍。因此在常温下橡胶制品可用几年,在100~200℃下,则几个月甚至几天就失去弹性和强度。而在没有氧气的环境下,橡胶制品在200℃的高温下,也能使用较长时间。

③.光老化
光也会加速氧化反应,橡胶吸收光能以后形成活性基,活性基与氧进行氧化反应。因此在光能的作用下橡胶的老化现象也是很明显的。引起橡胶光老化的,主要是波长小于400μm的紫外线。紫外线除加速氧化作用外,还能引起橡胶的异构化,也会直接引起橡胶的断链和交联,引起橡胶制品表面失去弹性或发脆,产生龟裂。所以避免阳光 照射,就可以防止龟裂。如使用条件无法避免阳光照射,应在制品中添加能喷到表面的紫外线吸收剂。这一点,对于暴露于野外并有可能直接受到阳光照射的橡胶制品是必须要考虑的,尤其对于烯烃类的普通橡胶则尤为重要。因此,胶圈在使用以前,在贮存,运输等过程中,应最大限度地避免光的照射。
紫外线以及受热引起的老化,都与氧气的存在有很大的关系,但在氧气不多的土壤中和水中,通常意味着老化进行得极为缓慢。

2、臭氧老化

臭氧是一种强的氧化剂;臭氧的氧化作用,是橡胶老化的一个相当重要地因素。虽然地球表面层的臭氧量浓度并不高,但对长期伸长、压缩变形条件下的橡胶制品,其老化作用特别明显。臭氧的活性比氧高,它对橡胶的作用大体是先在橡胶的双键外生成臭氧化物,而后分解使橡胶分子断裂,具体表现为橡胶制品表面龟裂。如果不存在伸长、压缩变形等情况,则臭氧化物就发生分解而生成氧化物,造成制品外表出现类似喷霜的现象,又叫做“泛白”,这一现象一般发生在湿热气候条件下。

3、变形及应力老化

橡胶制品的机械变形或连续曲折变形,能引起橡胶结构物理的和化学的复杂变化,从而改变橡胶的物理机械性能。橡胶受外力的作用能加速其氧化作用,橡胶在多次变形中氧化速度会大大提高。橡胶制品长期在拉伸或压缩应力作用下,产生的拉伸或压缩应力松驰,也是橡胶制品失效的一个十分重要因素。


4、化学腐蚀

化学元素介质能引起橡胶化学结构发生不可逆变化。这类介质包括强氟化剂、无机酸、无机碱、无机盐和卤化物等。硫化胶在腐蚀性能介质中的膨胀是不可逆和不平衡的。化学腐蚀介质是一种多组分体系,每一组分在膨胀聚合物中的扩散速度和含量相差很大。硫化胶在化学腐蚀中会产生交联结构的降解。
橡胶的耐腐蚀性能主要取决于橡胶的饱和性和取代基性质。具有高度饱和结构、不存在活泼取代基、或活泼部分被稳定均可提高橡胶的耐腐蚀性。分子间力强、分子排列紧密、定向和结晶等也都可提高对腐蚀介质的稳定性。

5、金属离子老化

橡胶制品中如果存在微量过渡金属离子,如:铜、铁、锰等会强烈催化橡胶的氧化过程,加速橡胶的氧化破坏。

6、生物老化

橡胶制品遭受微生物(如霉菌类)、水生物和昆虫类等的作用而使橡胶性能降低,称之为“生物老化”,也是人们通常所说的“生物降解”;事实上橡胶的有些配合剂自身即为杀虫剂,所以橡胶生物老化过程相当缓慢。

二、胶圈使用寿命的理论评估

1、变形和应力松驰的增加率随着时间的延长而变小,压缩永久变形与应力松驰有密切关系,均为表示橡胶材料寿命特性的指标。胶圈在安装后的初期永久变形增加很快,随着时间的推移,其增加率变小。优质的原材料和严格的生产工艺,能够保证胶圈经过数十年后,仍能保持充分的密封性能。

压缩永久变形的测定较为简单,结果的再现性好,所以受到重视。在GB9876-88、HG/T3091-2000(ISO4633:1996)中规定,经70℃、24小时加速老化试验以后,压缩永久变形应在20%以下。

2、  根据ISO11346:1997(E)定义,寿命为在使用温度条件下试验时,试验材料的性能改变到临界值时所经历的时间。

密封胶圈使用寿命试验,选择的试验项目为“压缩应力松驰”。按ISO4633:1996“橡胶密封件 给排水管及污水管道用接口胶圈材料规范”的规定,测定在7d×23℃、100d×23℃条件下相应的性能变化值,同时计算出性能变化的速度。要求性能变化值和变化速度均不超过规范中的标准值。详细的试验方法和计算公式请参阅上述标准。在规定的试验程序可估计算出被试验产品的使用寿命。

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