1. Introduzione

A causa del suo elevata elasticità, ottima tenuta Tutto'aria , E resistenza ai vari mezzi, gomma è ampiamente utilizzato in sistemi di tenuta per petrolio e gas per aerospaziale, aviazione , E armi navali.
Con il rapido sviluppo di L’industria della difesa nazionale cinese, componenti in gomma vulcanizzata sono diventati sempre più importanti in attrezzature aerospaziali, navi marittime , E ingegneria delle profondità marine.
In particolare, sotto il complesso ambiente marino, materiali di tenuta in gomma deve resistere elevata umidità, nebbia salina , E sollecitazione meccanica contemporaneamente, ponendo requisiti più elevati al materiale stabilità a lungo termine E vita utile.

Al momento, la maggior parte degli studi su invecchiamento della gomma concentrarsi su comportamento di invecchiamento termo-ossidativo Di gomma vulcanizzata , studiando principalmente gli effetti della temperatura e dell'ossigeno sulle sue proprietà.
Tuttavia, nel ambiente marino , fattori come mezzi petroliferi, gas corrosivi , E nebbia salina coesistono, che influenzano in modo significativo il prestazione di tenuta E durata del servizio Di componenti in gomma vulcanizzata.

Al contrario, parti in gomma non vulcanizzata (ad esempio tamponi protettivi parzialmente reticolati, rivestimenti in gomma , E sigillature temporanee utilizzate in loco ) mostrano una resistenza Tutto'invecchiamento inferiore a causa della mancanza di una rete reticolata stabile.
Questi materiali sono inclini a ammorbidimento della superficie, deformazione , E degrado delle prestazioni sotto esposizione marina.

2. Cause ed effetti dell'invecchiamento della gomma

Le cause di invecchiamento della gomma può essere suddiviso in intrinseco E estrinseco fattori:

Fattori intrinseci includere il composizione chimica del struttura polimerica, conformazione molecolare, cristTuttoinità, intreccio di catene e scissione o ossidazione della catena introdotta durante la lavorazione.

Fattori estrinseci includere ossigeno, ozono, temperatura, umidità, nebbia salina, muffa , E radiazione ultravioletta nell'ambiente.

Per componenti in gomma vulcanizzata , UN struttura reticolata tridimensionale fornisce bene resistenza Tuttoo stress-rilassamento E stabilità chimica.
Tuttavia, l'esposizione prolungata a ambienti marini può ancora causare rottura dei legami reticolati, fessurazione superficiale , O indurimento.

Parti in gomma non vulcanizzata , invece, mancano del trattamento di vulcanizzazione. Loro catene molecolari sciolte E ampio volume libero renderli più suscettibili ioni marini, agenti ossidanti , E Radiazione UV , portando ad un invecchiamento accelerato.

I cambiamenti delle prestazioni indotti dTutto'invecchiamento includono:

Cambiamenti di aspetto : indurimento superficiale, screpolature, appiccicosità e scolorimento.

Degrado fisico e chimico : riduzione in densità, durezza, resistenza Tuttoa trazione, insieme di compressione, viscoelasticità , E proprietà elettriche.

Pertanto, in applicazioni pratiche come paraolio aerospaziali, protezioni navali , E anelli di tenuta per acque profonde , è essenziale stabilire distinte standard di valutazione dell’invecchiamento per vulcanizzato E prodotti in gomma non vulcanizzata.

3. Test di invecchiamento accelerato e Previsione della durata di servizio

Nella pratica ingegneristica, prodotti in gomma —particolarmente componenti in gomma vulcanizzata —spesso hanno una durata di servizio di oltre dieci anni.
Per simulare l'uso a lungo termine, test di invecchiamento accelerato ad alta temperatura sono comunemente impiegati.

Primi studi utilizzati assorbimento di ossigeno come indicatore del tasso di invecchiamento, evolvendosi successivamente in metodi come maturazione in forno, bomba Tutto'ossigeno, bomba aerea , E agenti atmosferici artificiali test.
L'approccio più utilizzato oggi è basato sul Relazione empirica di Arrhenius e il principio di sovrapposizione tempo-temperatura , che presuppone che per ogni aumento di temperatura di 10 °C, il velocità di reazione raddoppia.

Tuttavia, dentro ambienti marini , tradizionale modelli di Previsione dell’invecchiamento accelerato mostrano deviazioni dovute a:

diverso meccanismi di reazione a zone di temperatura variabili,

migrazione o precipitazione degli antiossidanti,

Evoluzione della morfologia dei polimeri , E

limitazioni della diffusione dell’ossigeno legati Tuttoo spessore del campione.

Pertanto, per componenti in gomma vulcanizzata operante in condizioni del servizio marittimo , è consigliabile abbassare la temperatura di invecchiamento accelerato, prolungare la durata del test o sviluppare modelli di accoppiamento multifattoriale coinvolgendo umidità, nebbia salina , E attività microbica per migliorare precisione della Previsione della durata.

Per parti in gomma non vulcanizzata , a causa dell'assenza di una rete reticolata stabile, ammorbidimento o fTuttoimento avviene rapidamente durante l’invecchiamento accelerato.
Quindi tradizionale Con sede ad Arrhenius le estrapolazioni sono inaffidabili e solo valutazioni di stabilità a breve termine sono generalmente condotti.

4. Simulazione dell'ambiente marino per test accelerati

Data la complessità del ambiente marino , test a fattore singolo come umidità-calore, nebbia salina , O esposizione Tuttoa muffa non possono replicare completamente le effettive condizioni di servizio.

In questo studio, un miglioramento apparecchi per l'invecchiamento mediante umidità-calore è stato impiegato, sostituendo l'acqua distillata con acqua di mare artificiale e condurre test a 90 °C E Umidità del 98%. per simulare l’invecchiamento accelerato multifattoriale.
Questo metodo aumenta la tasso di invecchiamento di circa otto volte , consentendo una rapida valutazione di componenti in gomma vulcanizzata Sotto esposizione marina.

I risultati sperimentali forniscono indicazioni preziose per la selezione materiali di tenuta In navi militari, attrezzatura subacquea , E cavi sottomarini , contribuendo anche a ottimizzare il stabilità a breve termine Di componenti in gomma non vulcanizzata In applicazioni strutturali protettive.

A causa del suo elevata elasticità, ottima tenuta Tutto’aria , E resistenza ai vari mezzi, gomma è ampiamente utilizzato in sistemi di tenuta per petrolio e gas per aerospaziale, aviazione , E armi navali.