Beth sy'n achosi i forloi rwber galedu?

Fel deunydd elastig polymer, gall rwber galedu yn ystod ei ddefnydd, gan arwain at ostyngiad mewn perfformiad ac effeithio ar oes gwasanaeth y cynnyrch. Mae yna lawer o resymau pam mae morloi rwber yn caledu, gan gynnwys ffactorau corfforol, cemegol, amgylcheddol a thechnolegol. Bydd y canlynol yn ddadansoddiad manwl o lawer o agweddau megis newidiadau strwythur traws-gysylltu, mecanweithiau heneiddio, dylanwadau fformiwla, ffactorau amgylcheddol, a thechnoleg prosesu.

Mecanwaith caledu morloi rwber

Mae'r rhesymau hanfodol dros y cynnydd yng nghaledwch morloi rwber yn cynnwys:

1. Gradd cynyddol y traws-gysylltu-mae'r vulcanization yn parhau, ac mae'r dwysedd traws-gysylltu yn cynyddu, sy'n cyfyngu ar symudiad y segment cadwyn rwber ac yn caledu’r deunydd.

2. Colli plastigrwydd - Mae ymfudo neu anwadaliad sylweddau moleciwlaidd isel fel plastigyddion a meddalyddion yn gwneud i'r rwber golli ei hyblygrwydd.

3. Diraddio cadwyn foleciwlaidd - Mae'r brif gadwyn o foleciwlau rwber wedi'i thorri, gan arwain at ddifrod i strwythur y rhwydwaith elastig, sy'n cael ei amlygu fel newid mewn caledwch.

4. Cydgasglu llenwi neu wahanu cyfnod - llenwyr (ee carbon du, silica) agregu neu ymgartrefu yn y matrics rwber, gan gynyddu caledwch lleol.

Y prif ffactor dylanwadu ar stiffio morloi rwber

Newidiadau yn y strwythur traws-gysylltu

Mae graddfa croeslinio rwber yn cael effaith sylweddol ar ei galedwch:

· Gor -gronnus: Mae'r amser neu'r tymheredd vulcanization yn rhy uchel, gan arwain at ddwysedd croeslinio yn fwy na'r gwerth gorau posibl, gan beri i'r rwber ddod yn galed, yn frau, a cholli ei hyblygrwydd.

· Mae vulcanization eilaidd (ôl-halltu) mewn amgylchedd tymheredd uchel, mae rwber yn parhau i gael adweithiau traws-gysylltu i gynyddu caledwch, fel rhywfaint o rwber silicon a rwber fflworin yn dangos ffenomen caledu ar dymheredd uchel tymor hir.

· Asiant vulcanizing gormodol yn y system vulcanizing, bydd asiantau vulcanizing gormodol (megis sylffwr, perocsid, a resin) yn ffurfio gormod o fondiau traws-gysylltiedig, gan arwain at rwber caled.

· Mae systemau vulcanization (megis bondiau monosulfide, bondiau disulfide, a bondiau polysulfide) gyda gwahanol fathau o fondiau traws-gysylltiedig yn cael effeithiau gwahanol ar galedwch rwber, ac mae bondiau disulfide a bondiau monosulfide yn anoddach na bondiau polysulfide.

Mecanwaith Heneiddio

Heneiddio yw un o brif achosion caledu morloi rwber, ac mae ffactorau sy'n heneiddio'n gyffredin yn cynnwys:

(1) heneiddio thermol-ocsideiddiol

· Bydd tymheredd uchel yn hyrwyddo'r adwaith ocsideiddio rhwng ocsigen a moleciwlau rwber, gan beri i'r gadwyn foleciwlaidd dorri neu gynyddu'r dwysedd croeslinio, gan arwain at stiffrwydd y sêl rwber.

· Adweithiau heneiddio thermol-ocsideiddiol nodweddiadol: R-H + O2 → R-O-O-H (perocsid) RH + O _2 → Rooh (perocsid) Mae perocsid yn dadelfennu ymhellach, sy'n hyrwyddo croesgysylltu ocsideiddiol ac yn caledu ac yn caledu’r sêl rwber.

(2) heneiddio osôn

· Gall osôn dorri bondiau dwbl annirlawn rwber, gan beri iddo ffurfio croesgysylltiadau ocsideiddiol a gwella caledwch. Er enghraifft, mae rwber gyda bondiau dwbl, fel NR, SBR, BR, ac ati, yn agored i osôn.

(3) Heneiddio uwchfioled

Mae ymbelydredd UV yn sbarduno adwaith radical rhydd sy'n cyflymu croesgysylltu ocsideiddiol ac yn caledu morloi rwber. Yn benodol, bydd cynhyrchion rwber a ddefnyddir yn yr awyr agored, fel morloi a theiars, yn dod yn galed ac yn frau pan fyddant yn agored i olau haul am amser hir.

(4) Heneiddio hydrolytig

· Mae rwber sy'n cynnwys grŵp ester (-COO-) neu grŵp amide (-ConH-), fel rwber polywrethan (PU) a rwber neoprene (CR), yn dueddol o hydrolysis mewn amgylchedd llaith a poeth, gan wneud y rwber yn galed neu'n faluriol.

(5) Heneiddio Ymbelydredd

Gall pelydrau ynni uchel fel ymbelydredd niwclear a phelydrau-X achosi toriad neu groesgysylltu cadwyni moleciwlaidd rwber, a thrwy hynny newid eu caledwch. Er enghraifft, mae angen ystyried cynhyrchion rwber yn y diwydiannau awyrofod a niwclear yn arbennig ar gyfer fformwleiddiadau amddiffyn ymbelydredd.

Ffactorau llunio

Mae gwahanol gydrannau'r fformiwleiddiad rwber yn cael effaith bwysig ar yr amrywiad caledwch:

Effaith Llenwyr

· Gall carbon du carbon du carbon du (EG, N220, N330) gynyddu caledwch, tra bod carbon strwythur isel (EG, N550, N660) yn cael llai o effaith ar galedwch.

· Mae gan Sio₂ llenwr effaith atgyfnerthu gref, a allai arwain at rwber caled, yn enwedig effaith traws-gysylltu grŵp hydrocsyl silicon o dan amodau gwlyb.

· Llenwyr anorganig fel calsiwm carbonad, talc, clai, ac ati, bydd gormod yn cynyddu anhyblygedd y rwber ac yn cynyddu'r caledwch.

Effaith plastigyddion/meddalyddion

· Mae plastigyddion yn cyfnewid neu'n mudo fel olew paraffin, olew naphthenig, DOP (ffthalad dictyl), ac ati, a all fudo neu gyfnewidiol ar ôl ei ddefnyddio yn y tymor hir, gan beri i'r rwber golli ei feddalwch a dod yn galed.

· Mae meddalyddion yn diraddio rhai plastigyddion ester sy'n dadelfennu o dan amodau tymheredd uchel neu hydrolytig, gan galedu rwber.

Effeithiau gwrthocsidyddion

· Gall mathau gwrthocsidiol fel TMQ, 6ppd, ac ati, oedi heneiddio thermol ac ocsideiddiol yn effeithiol ac atal y rwber rhag caledu.

· Defnydd gwrthocsidiol sy'n defnyddio defnydd tymor hir, mae'r gwrthocsidydd yn cael ei ddisbyddu'n raddol, ac mae'r gyfradd heneiddio yn cyflymu, gan gynyddu caledwch.

Effaith y system groesgysylltu

· Dewis System Vulcanization

Mae'r system vulcanization perocsid yn anoddach na'r system vulcanization sylffwr;

Mae'r system vulcanization resin yn hawdd achosi i'r rwber galedu;

Bydd defnyddio system vulcanedig â dwysedd traws-gysylltu uchel yn cyflymu caledu.

· Dos cyflymydd

Gall gormod o gyflymydd arwain at fesul vulcanization, caledu’r rwber;

Bydd cyflymydd annigonol yn arwain at ddi-flewyn-ar-dafod a chaledwch isel ond gall barhau i gael ei groes-gysylltu a'i galedu yn y cam diweddarach.

Ffactorau Amgylcheddol

· Mae'r tymheredd yn effeithio ar dymheredd pontio gwydr (Tg) rwber mewn amgylchedd tymheredd isel, gan arwain at gracio deunyddiau caled a hyd yn oed brau, megis cynnydd anhyblygedd NR a SBR ar dymheredd isel.

· Mae lleithder yn effeithio ar hydrolysis neu groesgysylltu rhai rhwbwyr fel PU, CR, EVA, ac ati mewn amgylchedd llaith, felly mae'r caledwch yn cynyddu.

· Bydd cyswllt cemegol â chemegau fel asidau, alcalïau, olewau, toddyddion, ac ati, yn achosi newidiadau yn strwythur cemegol y rwber, gan gynyddu ei galedwch.

Ffactorau technolegol

· Gall cymysgu anwastad llenwyr ac asiantau vulcanizing arwain at ddwysedd traws-gysylltu anwastad mewn ardaloedd lleol, sy'n cael ei amlygu fel caledwch annormal.

· RHEOLI AMSER VULCANIZATION Gall amser vulcanization rhy hir arwain at or -amlygu, sy'n cynyddu caledwch y rwber.

· Gall storio yn amhriodol i dymheredd uchel, ocsigen ac osôn am amser hir achosi croesgysylltu neu heneiddio'r rwber, gan arwain at stiffrwydd.