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解矽橡膠密封件的物理強度靠什麼支撐?

文章出處:廣東帝博科技有限公司 人氣:-發表時間:2019-04-15

  配方與各種物性之間的關係:各種矽橡膠製品都(dou)有(you)它(ta)特(te)定(ding)的(de)使(shi)有(you)用(yong)性(xing)能(neng)和(he)工(gong)藝(yi)要(yao)求(qiu)。為(wei)了(le)滿(man)足(zu)它(ta)的(de)物(wu)性(xing)要(yao)求(qiu)需(xu)選(xuan)擇(ze)最(zui)適(shi)合(he)的(de)聚(ju)合(he)物(wu)和(he)配(pei)合(he)劑(ji)進(jin)行(xing)合(he)理(li)的(de)配(pei)方(fang)設(she)計(ji)首(shou)先(xian)要(yao)了(le)解(jie)配(pei)方(fang)設(she)計(ji)與(yu)硫(liu)化(hua)矽(gui)橡(xiang)膠(jiao)物(wu)理(li)性(xing)能(neng)的(de)關(guan)係(xi)。硫(liu)化(hua)矽(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)物(wu)理(li)性(xing)能(neng)與(yu)配(pei)方(fang)的(de)設(she)計(ji)有(you)密(mi)切(qie)關(guan)係(xi),配(pei)方(fang)中(zhong)所(suo)選(xuan)用(yong)的(de)材(cai)料(liao)品(pin)種(zhong)、用量不同都會產生性能上的差異。

 

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  一、拉伸強度

  拉(la)伸(shen)強(qiang)度(du)使(shi)矽(gui)膠(jiao)製(zhi)品(pin)能(neng)夠(gou)抵(di)抗(kang)拉(la)伸(shen)破(po)壞(huai)的(de)根(gen)限(xian)能(neng)力(li)。它(ta)是(shi)矽(gui)橡(xiang)膠(jiao)製(zhi)品(pin)一(yi)個(ge)重(zhong)要(yao)指(zhi)標(biao)之(zhi)一(yi)。許(xu)多(duo)矽(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)壽(shou)命(ming)都(dou)直(zhi)接(jie)與(yu)拉(la)伸(shen)強(qiang)度(du)有(you)關(guan)。如(ru)輸(shu)送(song)帶(dai)的(de)蓋(gai)膠(jiao)、矽橡膠減震器的持久性都是隨著拉伸強度的增加而提高的。 拉伸強度與矽橡膠的結構有關,分了量較小時,分子間相互作用的次價健就較小。所以在外力大於分子間作用時、就會產生分子間的滑動而使材料破壞。反之分子量大、分fen子zi間jian的de作zuo用yong力li增zeng大da,膠jiao料liao的de內nei聚ju力li提ti高gao,拉la伸shen時shi鏈lian段duan不bu易yi滑hua動dong,那na麼me材cai料liao的de破po壞huai程cheng度du就jiu小xiao。凡fan影ying響xiang分fen子zi間jian作zuo用yong力li的de其qi它ta因yin素su均jun對dui拉la伸shen強qiang度du有you影ying響xiang。如ruNR/CR/CSM這(zhe)些(xie)膠(jiao)主(zhu)鏈(lian)上(shang)有(you)結(jie)晶(jing)性(xing)取(qu)代(dai)基(ji),分(fen)子(zi)間(jian)的(de)價(jia)力(li)大(da)大(da)提(ti)高(gao),拉(la)伸(shen)強(qiang)度(du)也(ye)隨(sui)著(zhe)提(ti)高(gao)。也(ye)就(jiu)是(shi)這(zhe)些(xie)矽(gui)橡(xiang)膠(jiao)自(zi)補(bu)強(qiang)性(xing)能(neng)好(hao)的(de)主(zhu)要(yao)原(yuan)因(yin)之(zhi)一(yi)。一(yi)般(ban)矽(gui)橡(xiang)膠(jiao)隨(sui)著(zhe)結(jie)晶(jing)度(du)提(ti)高(gao),拉(la)伸(shen)強(qiang)度(du)增(zeng)大(da)。拉(la)伸(shen)強(qiang)度(du)還(hai)根(gen)溫(wen)度(du)有(you)關(guan),高(gao)溫(wen)下(xia)拉(la)伸(shen)強(qiang)度(du)遠(yuan)遠(yuan)低(di)於(yu)室(shi)溫(wen)下(xia)的(de)拉(la)伸(shen)強(qiang)度(du)。拉(la)伸(shen)強(qiang)度(du)根(gen)交(jiao)聯(lian)密(mi)度(du)有(you)關(guan),隨(sui)著(zhe)交(jiao)聯(lian)密(mi)度(du)的(de)增(zeng)加(jia),拉(la)伸(shen)強(qiang)度(du)增(zeng)加(jia),出(chu)現(xian)最(zui)大(da)值(zhi)後(hou)繼(ji)續(xu)增(zeng)加(jia)交(jiao)聯(lian)密(mi)度(du),拉(la)伸(shen)強(qiang)度(du)會(hui)大(da)幅(fu)下(xia)降(jiang)。硫(liu)化(hua)矽(gui)橡(xiang)膠(jiao)的(de)拉(la)伸(shen)強(qiang)度(du)隨(sui)著(zhe)交(jiao)聯(lian)鍵(jian)能(neng)增(zeng)加(jia)而(er)減(jian)小(xiao)。能(neng)產(chan)生(sheng)拉(la)伸(shen)結(jie)晶(jing)的(de)天(tian)然(ran)矽(gui)橡(xiang)膠(jiao),弱(ruo)鍵(jian)早(zao)期(qi)斷(duan)裂(lie),有(you)利(li)於(yu)主(zhu)健(jian)的(de)取(qu)向(xiang)結(jie)晶(jing),因(yin)此(ci)會(hui)出(chu)現(xian)較(jiao)高(gao)的(de)拉(la)伸(shen)強(qiang)度(du)。通(tong)過(guo)硫(liu)化(hua)體(ti)係(xi),采(cai)用(yong)硫(liu)黃(huang)硫(liu)化(hua),選(xuan)擇(ze)並(bing)用(yong)促(cu)進(jin)劑(ji),DM/M/D也可以提高拉伸強度,(碳黑補強除外,因為碳黑生熱作用), 拉伸強度與填充劑的關係, 補強劑是影響拉伸強度的重要因素之一,填料的料徑越小,比表麵積越大、表麵活性越大補強性能越好。

 

 

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  二、撕裂強度

 

矽gui橡xiang膠jiao的de撕si裂lie是shi由you於yu材cai料liao中zhong的de裂lie紋wen或huo裂lie口kou受shou力li時shi迅xun速su擴kuo大da開kai裂lie而er導dao至zhi破po壞huai現xian象xiang。撕si裂lie強qiang度du與yu拉la伸shen沒mei有you直zhi接jie關guan係xi。在zai許xu多duo情qing況kuang下xia撕si裂lie與yu拉la伸shen是shi不bu成cheng正zheng比bi的de。一yi般ban情qing況kuang下xia,結jie晶jing矽gui橡xiang膠jiao比bi非fei結jie晶jing矽gui橡xiang膠jiao撕si裂lie強qiang高gao。撕si裂lie強qiang度du與yu溫wen度du有you關guan。除chu了le天tian然ran矽gui橡xiang膠jiao外wai,高gao溫wen下xia撕si裂lie強qiang度du均jun有you明ming顯xian地di下xia降jiang。碳tan黑hei、白bai碳tan黑hei填tian充chong的de矽gui橡xiang膠jiao其qi撕si裂lie強qiang度du有you明ming顯xian地di提ti高gao。撕si裂lie強qiang度du與yu硫liu化hua體ti係xi有you關guan。多duo硫liu鍵jian有you較jiao高gao的de撕si裂lie強qiang度du。硫liu黃huang用yong量liang高gao撕si裂lie強qiang度du高gao。但dan過guo多duo的de硫liu黃huang用yong量liang撕si裂lie強qiang度du會hui顯xian著zhe地di降jiang低di。使shi用yong平ping坦tan性xing較jiao好hao的de促cu進jin劑ji有you利li於yu提ti高gao撕si裂lie強qiang度du。 撕裂強度與填充體係有關,各種補強填充如、碳黑、白炭黑、白豔華、yanghuaxindeng,kehuojiaogaodesilieqiangdu。mouxieguiwandengoulianjikeyitigaosilieqiangdu。tongchangjiaruruanhuajihuishisilieqiangduxiajiang。rushilayouhuishidingbenjiaodesilieqiangdujiweibuli。erfangtingyoujiubianhuabuda。

 

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 三、定伸應力與硬度

 

  定ding伸shen應ying力li與yu硬ying度du是shi材cai料liao的de剛gang度du重zhong要yao指zhi標biao,是shi硫liu化hua膠jiao產chan生sheng一yi定ding形xing變bian所suo需xu要yao的de力li,與yu較jiao大da的de拉la伸shen形xing變bian有you關guan,兩liang者zhe相xiang關guan性xing較jiao好hao,變bian化hua規gui律lv基ji本ben一yi至zhi。矽gui橡xiang膠jiao分fen子zi量liang越yue大da,有you效xiao交jiao聯lian定ding伸shen應ying力li越yue大da。為wei了le得de到dao規gui定ding的de定ding伸shen應ying力li,可ke對dui分fen子zi量liang較jiao小xiao的de矽gui橡xiang膠jiao適shi當dang提ti高gao交jiao聯lian密mi度du。凡fan能neng增zeng加jia分fen子zi間jian作zuo用yong力li的de結jie構gou因yin素su。都dou能neng提ti高gao硫liu化hua膠jiao的de網wang洛luo抵di抗kang變bian形xing能neng力li。定ding伸shen應ying力li與yu交jiao聯lian密mi度du影ying響xiang極ji大da。不bu論lun是shi純chun膠jiao還hai是shi補bu強qiang硫liu化hua膠jiao,隨sui著zhe交jiao聯lian密mi度du的de增zeng加jia,定ding伸shen應ying力li與yu硬ying度du也ye隨sui之zhi直zhi線xian增zeng加jia。通tong常chang是shi通tong過guo對dui硫liu化hua劑ji、促進劑、助硫化劑、活huo性xing劑ji等deng品pin種zhong的de調tiao節jie來lai實shi現xian的de。含han硫liu的de促cu進jin對dui提ti高gao定ding伸shen應ying力li更geng有you顯xian著zhe的de效xiao果guo。多duo硫liu健jian有you利li於yu提ti高gao定ding伸shen應ying力li。填tian充chong劑ji能neng提ti高gao製zhi品pin的de定ding伸shen應ying力li、硬度。補強性能越高、硬(ying)度(du)越(yue)高(gao),定(ding)伸(shen)應(ying)力(li)就(jiu)越(yue)高(gao)。定(ding)伸(shen)應(ying)力(li)隨(sui)著(zhe)硬(ying)度(du)的(de)增(zeng)加(jia),填(tian)充(chong)的(de)增(zeng)加(jia)越(yue)高(gao)。相(xiang)反(fan)軟(ruan)化(hua)劑(ji)的(de)增(zeng)加(jia),硬(ying)度(du)降(jiang)低(di),定(ding)伸(shen)應(ying)力(li)下(xia)降(jiang)。除(chu)了(le)增(zeng)加(jia)補(bu)強(qiang)劑(ji)外(wai)還(hai)有(you)並(bing)用(yong)烷(wan)基(ji)酚(fen)醛(quan)樹(shu)脂(zhi)硬(ying)度(du)可(ke)達(da)95度、高苯乙烯樹脂。使用樹脂RS、促進劑H並用體係硬度可達85度等等。

 

 

  四、耐磨性

耐磨耗性能表征是矽膠製品抵抗摩察力作用下因表麵破壞而使材料損耗的能力。是與矽橡膠製品使用壽命密切相關的力學性能。它的形式有;

1. 磨損磨耗,在摩擦時表麵上不平的尖銳的粗糙物不斷地切割、亂擦。致使矽橡膠表麵接觸點被切割、扯斷成微小的顆粒,從矽橡膠表麵脫落下來、形成磨耗磨耗強度與壓力成正比與拉伸強度成反比。隨著回彈性提高而下降。

2.疲勞磨耗,與摩擦麵相接觸的硫化膠表麵,在反複的過程中受周期性的壓縮、剪切、拉la伸shen等deng變bian形xing作zuo用yong,使shi矽gui橡xiang膠jiao表biao麵mian產chan生sheng疲pi勞lao,並bing逐zhu漸jian在zai其qi中zhong產chan生sheng微wei裂lie紋wen。這zhe些xie裂lie紋wen的de發fa展zhan造zao成cheng材cai料liao表biao麵mian的de微wei觀guan剝bo落luo。疲pi勞lao磨mo耗hao隨sui著zhe矽gui橡xiang膠jiao的de彈dan性xing模mo量liang、壓力提高而增加,隨著拉伸強度的降低而和疲勞性能變差而加大。

3. 巻曲磨耗,矽橡膠下光滑的表麵接觸時,由於磨擦力的作用,使硫化膠表麵不平的地方發生變形,並被撕裂破壞,成巻的脫落表麵。 耐磨性能和硫化膠的主要力學性能有關。在設計配方時要設法平衡各種性能之間的關係。耐磨性與膠種之間關係最大,一般來講NBR>BR>SSBR>SBR(EPDM)>NR>IR(IIR)>CR naimoxingyuliuhuatixiyouguan,shiliangditigaojiaolian徎dunengtigaonaimoxingneng。danliujianyueduonaimoxingyuehao,zhejiushibanyouxiaoliuhuatixidenaimoxingzuihaodedaoli。yongCZ做zuo第di一yi促cu進jin劑ji的de耐nai磨mo性xing能neng要yao比bi其qi它ta促cu進jin劑ji好hao,最zui佳jia的de補bu強qiang劑ji用yong量liang會hui提ti高gao一yi定ding的de耐nai磨mo性xing能neng。合he理li地di使shi用yong軟ruan化hua劑ji會hui能neng最zui小xiao地di降jiang低di耐nai磨mo性xing。如ru天tian然ran膠jiao、丁苯膠用芳烴油。 有效地使用防老劑,可防止疲勞老化。提高碳黑的分散性可提高耐磨性能。 使用桂烷表麵處理劑改性可大大地提高耐磨性能。 采用橡塑共混來提高耐磨性能,如丁睛與聚氯乙烯並用,所製造的紡織皮結。 用丁睛與三元尼龍並用,丁晴與酚醛樹脂並用。 添加固體潤滑劑和減磨性材料。如丁睛膠矽橡膠膠料中添加石墨、二硫化鉬、氮化矽、碳纖維,可使硫化膠的磨擦係數降低,提高其耐磨性能。

 

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  五,疲勞與疲勞破壞。

 

硫化膠受到交變應力作用時,材料的結構和性能發生變化的現象叫疲勞。隨著疲勞過徎的進行,導至材料破壞的現象叫做疲勞破壞。

1. guixiangjiaojiegoudeyingxiang,bolihuawendudideguixiangjiaonaipilaoxingnenghao。youjixingjituandeguixiangjiaonaipilaoxingnengcha。fenzineiyoupangdajituanhuocejideguixiangjiao,naipilaoxingnengcha、結構序列規整的矽橡膠,容易聚向結晶,耐疲勞性差。

2guixiangjiaoliuhuatixiyingxiang,danliujiandeliuhuatixi,pilaoxingnengzuixiao,naipilaoxingnenghao,zengjiajiaolianjideyonglianghuishiliuhuajiaodepilaoxingnengxiajiang。suoyiyingjinliangjianshaojiaolianjideyongliang。

3. 填充劑的影響,補強性能越小的填充劑影響越小,填充劑用量越大影響越大,應盡量少用填充劑。

4. 軟化體係的影響,盡可能選用軟化點低的非粘稠性軟化劑;軟化劑的用量盡可能多一些,相反高粘度軟化劑不宜多用,如鬆焦油的耐疲勞性差,脂類增塑劑的耐疲勞性就好。

 

  六,彈性

 

  矽gui橡xiang膠jiao最zui寶bao貴gui特te性xing是shi彈dan性xing。高gao彈dan性xing源yuan於yu矽gui橡xiang膠jiao分fen子zi運yun動dong,完wan全quan由you卷juan曲qu分fen子zi的de構gou象xiang變bian化hua所suo造zao成cheng的de,除chu去qu外wai力li後hou能neng立li即ji恢hui複fu原yuan狀zhuang,稱cheng理li想xiang的de彈dan性xing體ti。矽gui橡xiang膠jiao分fen子zi之zhi間jian的de作zuo用yong會hui妨fang礙ai分fen子zi鏈lian段duan運yun動dong,表biao現xian出chu粘zhan性xing或huo粘zhan度du。所suo以yi說shuo矽gui橡xiang膠jiao的de特te性xing是shi既ji有you彈dan性xing又you有you粘zhan性xing。影ying響xiang彈dan性xing的de因yin素su有you形xing變bian大da小xiao、作用時間、溫度等。矽橡膠分子間的作用增大,分子鏈的規整性高時,易產生拉伸結晶,有利於強度提高,顯示出高彈性。在通用矽橡膠中的天然、順丁膠彈性最好,其次是丁睛、氯丁。丁苯與丁基較差。 danxingyujiaolianmiduyouguan,suizhejiaolianmidudezengjia,liuhuajiaodedanxingzengjia,bingchuxianzuidazhi,jiaolianmijixuzengjiadanxingchengxiadequshi。shidangditigaoliuhuachengduduidanxingyouli。zaigaodanxingpeihezhong 選用硫黃與CZ並用、與促進D並用硫化膠的回彈性較高,滯後損失小。 彈性與填充體係有關,提高含膠率是提高彈性的最直接、最有效的辦法,補強性越好的填充對彈性越不利。 彈性與軟化劑的關係。軟化劑與矽橡膠的相溶性有關,相溶性越小,彈性越差。如天然、順丁、丁基加石臘油,優於加環烷油。丁睛加DOP優於使用環烷油、芳烴油。一般來說增塑劑會降低矽橡膠的彈性,應盡量少用增塑劑。

 

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  七,扯斷伸長率(延伸率)

 

  cheduanshenchanglvyulashenqiangduyouguan,zhiyoujuyoujiaogaodelashenqiangdu,baozhengqizaibianxingguochengzhongbushoupohuai,caihuiyoujiaogaodeshenchanglv。yibansuizhedingshenyingliheyingduzengdazecheduanshenchanglvxiajiang,huidanxingda、永久變形小,則扯斷伸長率大。不同的矽橡膠,它的扯斷伸長率不同,天然膠它的含膠率在80%以上時它的扯斷伸長率可達1000%.在形變時易產生塑性流動的矽橡膠也會有較高的伸長率。如丁基矽橡膠。 扯(che)斷(duan)伸(shen)長(chang)率(lv)隨(sui)著(zhe)交(jiao)聯(lian)密(mi)度(du)的(de)提(ti)高(gao)而(er)降(jiang)低(di)。製(zhi)造(zao)高(gao)定(ding)伸(shen)製(zhi)品(pin),硫(liu)化(hua)程(cheng)度(du)不(bu)宜(yi)過(guo)高(gao),可(ke)以(yi)稍(shao)欠(qian)硫(liu)或(huo)降(jiang)低(di)硫(liu)化(hua)劑(ji)用(yong)量(liang)。增(zeng)加(jia)填(tian)充(chong)劑(ji)的(de)用(yong)量(liang)會(hui)降(jiang)低(di)扯(che)斷(duan)伸(shen)長(chang)率(lv),結(jie)構(gou)越(yue)高(gao)的(de)補(bu)強(qiang)劑(ji) ,扯斷伸長率越低, 曾加軟化劑的用量,可以獲較大的扯斷伸長。


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