Come migliorare la resistenza all'invecchiamento delle guarnizioni in gomma?

I principali tipi di invecchiamento delle guarnizioni in gomma

Guarnizione in gommaper invecchiamento si intende il processo di deterioramento delle prestazioni dei materiali in gomma sotto l'azione di fattori ambientali (quali luce, calore, ossigeno, ozono, stress meccanici, ecc.). I principali tipi di invecchiamento includono:

Invecchiamento termico-ossidativo: sotto l'azione combinata di calore e ossigeno, la catena molecolare della gomma subisce una degradazione ossidativa o reticolazione.

Invecchiamento dell'ozono: l'ozono reagisce con i doppi legami della gomma, provocando crepe superficiali (fessure dell'ozono).

Fotoinvecchiamento: i raggi ultravioletti innescano la decomposizione fotoossidativa delle molecole di gomma, producendo radicali liberi per accelerare l'invecchiamento.

Invecchiamento a calore umido: in un ambiente ad elevata umidità, il vapore acqueo favorisce l'idrolisi della gomma o accelera l'ossidazione.

Invecchiamento meccanico: lo stress dinamico e l’attrito causano la propagazione di microfessure, accelerando ulteriormente l’invecchiamento.

Un metodo per migliorare la resistenza all'invecchiamento della gomma

Selezione dei materiali e ottimizzazione della formulazione

Scegli il tipo diguarnizione in gommacon ottima resistenza all’invecchiamento:

Gomme con elevata saturazione: come gomma nitrile butadiene idrogenato (HNBR), gomma etilene propilene (EPDM) e fluoroelastomero (FKM), a causa dell'elevata saturazione nella struttura molecolare, del basso contenuto di doppi legami e della migliore resistenza all'ossidazione e all'ozono .

La gomma siliconica (SiR) è eccellente nel resistere al calore, all'ozono e ai raggi UV, ma relativamente debole nel mantenere la resistenza meccanica.

Ottimizzazione della progettazione delle ricette:

Riempitivo: il nano riempitivo (come la nano-silice o il nano carbonato di calcio) o il nerofumo modificato vengono selezionati per migliorare la resistenza della gomma e la resistenza all'invecchiamento.

Plastificanti: scegliere plastificanti con buona stabilità, come ftalati (DOA, DOP) o plastificanti rispettosi dell'ambiente, per evitare l'invecchiamento causato dalla decomposizione del plastificante.

Sistema di reticolazione: utilizzare un sistema di reticolazione con perossido (come il perossido di di-tert-butile) invece della reticolazione con zolfo per evitare il problema della degradazione termica e dell'ossigeno della gomma vulcanizzata.

Aggiungi agenti antietà

L'agente anti-invecchiamento è una misura importante per migliorare la resistenza all'invecchiamento delle guarnizioni in gomma. Gli agenti antietà comunemente usati includono:

Antiossidante:

Gli antiossidanti includono l'idrochinone (BHT) e il fosfito, che possono catturare i radicali liberi e rallentare le reazioni ossidanti.

Gli assorbitori di raggi ultravioletti, come i benzofenoni (UV-531) e i parabeni, assorbono i raggi ultravioletti e li convertono in calore.

Passivatore metallico: inibisce la reazione della gomma con gli ioni metallici ossidati cataliticamente.

Inibitori dell'ozono:

Cera di paraffina (ad esempio paraffina microcristallina): previene l'esposizione all'ozono migrando sulla superficie della gomma per formare una barriera.

Inibitori chimici dell'ozono (ad esempio difenilammine, antiossidanti amminici): reagiscono con l'ozono per ridurre le concentrazioni di ozono.

Co-stabilizzanti: utilizzati sinergicamente con antiossidanti e assorbitori UV per migliorare l'effetto protettivo complessivo.

Migliorare il processo produttivo

Controllo rigoroso delle condizioni di vulcanizzazione: la sovravulcanizzazione può portare a problemi di invecchiamento della gomma e la temperatura e il tempo di vulcanizzazione dovrebbero essere ottimizzati.

Uniformità della miscelazione: evitare troppi o troppo pochi componenti locali per garantire una distribuzione uniforme dell'agente antietà.

Ossidazione termica migliorata durante la lavorazione: ridotto contatto con l'aria durante la mescola e la vulcanizzazione, riducendo il rischio di ossidazione.

Misure di protezione delle superfici

Rivestimento superficiale: applicare rivestimenti anti-invecchiamento (come rivestimenti in poliuretano e rivestimenti in silicone-ossigeno) ai prodotti in gomma per formare una barriera fisica.

Fluido protettivo spray: spruzzare un liquido contenente antiossidanti per ritardare il processo di invecchiamento.

Rivestimento superficiale: rivestimenti metallici o compositi vengono utilizzati per migliorare la resistenza ai raggi UV.

Controllo dei fattori ambientali

Proteggere dalla luce: ridurre le radiazioni UV, ad esempio utilizzando imballaggi luminosi o conservando al buio.

A prova d'umidità: controlla l'umidità ambientale per evitare l'umidità e favorire l'invecchiamento della gomma.

Conservazione a bassa temperatura: la conservazione dei prodotti in gomma in un ambiente a bassa temperatura può rallentare il tasso di invecchiamento.

Evitare il contatto con sostanze attive: evitare il contatto con oli, solventi organici, acidi e alcali, che possono accelerare l'invecchiamento della gomma.