Pilih bahasa 1. Pendahuluan
Karena itu elastisitas tinggi, kedap udara yang sangat baik , Dan perlawanan terhadap berbagai media, karet banyak digunakan di sistem penyegelan minyak dan gas untuk luar angkasa, penerbangan , Dan persenjataan angkatan laut.
Dengan pesatnya perkembangan Industri pertahanan nasional Tiongkok, komponen karet vulkanisasi Telah menjadi semakin penting dalam peralatan luar angkasa, kapal laut , Dan rekayasa laut dalam.
Khususnya di bawah kompleks lingkungan laut, bahan penyegel karet harus bertahan kelembaban tinggi, semprotan garam , Dan tekanan mekanis secara bersamaan, menempatkan tuntutan yang lebih tinggi pada material stabilitas jangka panjang Dan kehidupan pelayanan.
Saat ini, sebagian besar penelitian tentang penuaan karet fokus pada perilaku penuaan oksidatif termal dari karet vulkanisasi , terutama menyelidiki pengaruh suhu dan oksigen pada sifat-sifatnya.
Namun, di lingkungan laut , faktor-faktor seperti media minyak, gas korosif , Dan semprotan garam hidup berdampingan, yang secara signifikan mempengaruhi kinerja penyegelan Dan umur layanan dari komponen karet vulkanisasi.
Sebaliknya, bagian karet yang tidak divulkanisasi (seperti bantalan pelindung yang berikatan silang sebagian, pelapis karet , Dan segel sementara yang digunakan di tempat ) menunjukkan ketahanan terhadap penuaan yang lebih buruk karena kurangnya jaringan ikatan silang yang stabil.
Bahan-bahan ini rentan terhadap pelunakan permukaan, deformasi , Dan degradasi kinerja di bawah paparan laut.
2. Penyebab dan Akibat Penuaan Karet
Penyebab dari penuaan karet dapat dibagi menjadi hakiki Dan ekstrinsik faktor:
Faktor intrinsik termasuk komposisi kimia dari struktur polimer, konformasi molekul, kristalinitas, keterikatan rantai , dan pemotongan rantai atau oksidasi yang terjadi selama pemrosesan.
Faktor ekstrinsik termasuk oksigen, ozon, suhu, kelembaban, kabut garam, cetakan , Dan radiasi ultraviolet di lingkungan.
Untuk komponen karet vulkanisasi , A struktur ikatan silang tiga dimensi memberikan kebaikan resistensi stres-relaksasi Dan stabilitas kimia.
Namun, paparan yang terlalu lama lingkungan laut masih bisa menyebabkan putusnya ikatan ikatan silang, retak permukaan , atau pengerasan.
Bagian karet yang tidak divulkanisasi , di sisi lain, kurangnya perawatan vulkanisasi. Milik mereka rantai molekul yang longgar Dan volume bebas yang besar membuat mereka lebih rentan terhadapnya ion laut, zat pengoksidasi , Dan radiasi UV , menyebabkan percepatan penuaan.
Perubahan kinerja yang disebabkan oleh penuaan meliputi:
Perubahan penampilan : pengerasan permukaan, retak, lengket, dan perubahan warna.
Degradasi fisik dan kimia : pengurangan dalam kepadatan, kekerasan, kekuatan tarik, set kompresi, viskoelastisitas , Dan sifat listrik.
Oleh karena itu, dalam aplikasi praktis seperti segel minyak dirgantara, bantalan pelindung angkatan laut , Dan cincin penyegel laut dalam , penting untuk membangun perbedaan standar evaluasi penuaan untuk divulkanisasi Dan produk karet non-vulkanisasi.
3. Tes Penuaan yang Dipercepat dan Prediksi Masa Pakai
Dalam praktik rekayasa, produk karet —khususnya komponen karet vulkanisasi —sering kali memiliki masa pakai lebih dari sepuluh tahun.
Untuk mensimulasikan penggunaan jangka panjang, uji penuaan yang dipercepat pada suhu tinggi umumnya digunakan.
Studi awal digunakan penyerapan oksigen sebagai indikator tingkat penuaan, kemudian berkembang menjadi metode seperti penuaan oven, bom oksigen, bom udara , Dan pelapukan buatan tes.
Pendekatan yang paling banyak digunakan saat ini didasarkan pada hubungan empiris Arrhenius dan itu prinsip superposisi waktu-suhu , yang mengasumsikan bahwa untuk setiap kenaikan suhu 10 °C, maka laju reaksi ganda.
Namun, di lingkungan laut , tradisional model prediksi penuaan yang dipercepat menunjukkan penyimpangan karena:
berbeda mekanisme reaksi pada berbagai zona suhu,
migrasi atau presipitasi antioksidan,
evolusi morfologi polimer , Dan
keterbatasan difusi oksigen berhubungan dengan ketebalan spesimen.
Oleh karena itu, untuk komponen karet vulkanisasi beroperasi di kondisi layanan laut , disarankan untuk menurunkan suhu penuaan yang dipercepat, memperpanjang durasi pengujian, atau mengembangkan model kopling multi-faktor melibatkan kelembaban, semprotan garam , Dan aktivitas mikroba untuk meningkatkan akurasi prediksi seumur hidup.
Untuk bagian karet yang tidak divulkanisasi , karena tidak adanya jaringan ikatan silang yang stabil, pelunakan atau kegagalan terjadi dengan cepat selama percepatan penuaan.
Jadi, tradisional berbasis Arrhenius ekstrapolasi tidak dapat diandalkan, dan hanya itu evaluasi stabilitas jangka pendek umumnya dilakukan.
4. Simulasi Lingkungan Laut untuk Percepatan Pengujian
Mengingat kompleksitasnya lingkungan laut , tes faktor tunggal seperti kelembaban–panas, semprotan garam , atau paparan jamur tidak dapat sepenuhnya mereplikasi kondisi layanan sebenarnya.
Dalam penelitian ini, dilakukan perbaikan peralatan penuaan kelembaban-panas digunakan, menggantikan air suling dengan air laut buatan , dan melakukan tes di 90 °C Dan kelembaban 98%. untuk mensimulasikan penuaan yang dipercepat multi-faktor.
Metode ini meningkatkan tingkat penuaan sekitar delapan kali lipat , memungkinkan evaluasi cepat komponen karet vulkanisasi di bawah paparan laut.
Hasil eksperimen memberikan panduan berharga untuk memilih bahan penyegel di dalam kapal angkatan laut, peralatan menyelam , Dan kabel bawah laut , sekaligus membantu mengoptimalkan stabilitas jangka pendek dari komponen karet non-vulkanisasi di dalam aplikasi struktural pelindung.
Karena itu elastisitas tinggi, kedap udara yang sangat baik , Dan resistensi terhadap berbagai media, karet banyak digunakan di sistem penyegelan minyak dan gas untuk luar angkasa, penerbangan , Dan persenjataan angkatan laut.
