伸缩器胶圈老化原因的探析

        伸缩器管道柔性接口(简称接口)胶圈，属于典型的 高弹性橡胶密封制品，若有一个接 口的胶圈失效， 将造成管道全线输送中断。因此它是管道工程的 关键配件。由于橡胶一般不饱和，易与空气中的 氧、臭氧及其他活性物质发生化学反应，从而使橡 胶分子链产生断裂、交联等老化现象【3]。橡胶老 化不是一个简单的变化过程，而是橡胶及其制品 使用性能衰退过程的总称。橡胶的老化主要有： 氧老化、热老化、臭氧老化、光老化、变形及应力老 化、重金属催化氧化老化、热水(还有蒸汽和水分) 的水解老化以及霉菌的侵蚀等

　　氧可使橡胶分子链氧化断裂，破坏橡胶分子 的正常结构。氧对橡胶的老化反应首先是氧气在 热及其他因素影响下，在橡胶分子的双键及其双 键附近起反应，形成过氧化物。然后过氧化物分 解成为橡胶的氧化物，同时放出活性氧，致使橡胶 分子断裂。活性氧又与其他橡胶分子化合重新形成过氧化物，这样周而复始地进行下去，即称为连 锁反应。由于这种反应 ，橡胶分子链断裂降解，使 橡胶发粘、变软。另一种情况是，在氧化过程中也 会使橡胶分子产生活性基，使橡胶分子进行交联， 其结果导致橡胶交联密度逐渐增加，橡胶变硬、变 脆失去弹性。上述 2种情况在整个氧化过程中都 会发生，只不过有的橡胶以断链为主，有的橡胶则 以交联占优势，这主要取决于橡胶的类型。加速 橡胶氧化反应的因素有热、紫外线、重金属离子及 机械应力作用等。 热可以引起上述氧化连锁反应，并使其加速 进行，它对氧化的影响很大。橡胶制品不论外部 受热或因连续变形内部受热，对其老化都有影响。一 般来讲，温度每升高 10~C，氧化速度约增加 1 倍左右。当温度高达 12O℃以上时，氧化速度就 已相当迅速。因此在常温下橡胶制品可用几年， 而在 100℃～2o0℃下，则几个月甚至几天就失去 弹性和强度。在没有氧气的环境下，橡胶制品在 200℃的高温下，也能使用较 长时间。

1.3 臭氧老化

臭氧的氧化作用，是橡胶老化的一个相当重 要的因素。虽然地球表面层的臭氧量浓度并不 高，其臭氧含量仅为(O.5～6)×10～，但对长期伸 长、压缩变形条件下的橡胶制品，其老化作用特别 明显。臭氧的活性比氧高，它对橡胶的作用大体 是先在橡胶的双键处生成臭氧化物，而后分解使 橡胶分子断裂，具体表现为橡胶制品表面龟裂。

1.4 光老化 .

 光也会引起氧化反应，橡胶吸收光能以后形 成活性基，活性基与氧进行氧化反应。因此在光 能的作用下橡胶的老化现象也是很明显的。引起橡胶光老化的，主要是波长小于 400/zm 的紫外 线。紫外线除加速氧化作用外，还能引起橡胶的异构化，也会直接引起橡胶的断链和交联。

1.5 变形及应力老化

橡胶制品的机械变形或不断地曲折变形，能引起橡胶结构物理的和化学的复杂变化，改变橡胶的物理机械性能。橡胶受外力的作用能产生纯机械的氧化作用，橡胶在多次变形中氧化速度会大大提高。橡胶制品长期在拉伸或压缩应力作用下，产生的拉伸或压缩应力松驰，也是橡胶制品失效的一个十分重要因素。 此外，自然界中某些霉菌微生物的侵蚀，也会使橡胶制品遭受损坏。 由试验得知，圆型截面胶圈的压应力松弛与 其截面压缩率呈发散型的折线变化。

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