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老化時間對氟硅橡膠動態力學性能(DMTS)的影響

    動態力學溫度譜圖測定的主要參數有儲能模量(E')、損耗模量(E'今及損耗因子(tan韻。E反映材料粘彈性中的彈性成分,表征材料的剛度;E'‘與材料在周期性形變中以熱的形式消耗的能量成正比,為材料能量消耗能力的度量,反映材料粘彈性中的粘性成分;tan8是E’與E'‘的比值,是表征材料阻尼性能的參數通過測定材料的DMTS譜圖,可以表征在寬廣溫度范圍內高分子材料模量和阻尼的變化。
    在密封制品的使用溫度范圍內,其密封力最好是恒定的,即E'不隨環境溫度的變化而改變,否則就有可能出現因密封力改變而使密封制品失去密封效力,出現生產事故的現象。密封制品大多是在動態力、熱、氧及溶劑等的環境下工作的,研究其動態性能隨溫度的變化規律顯得尤其重要。圖1是經200℃不同老化時間后氟硅橡膠的動態溫度譜圖。
    由圖1可見,隨老化時間的延長,氟硅橡膠的T}逐漸移向低溫方向,其原因可能是分子鏈斷裂引起的;損耗因子峰值(tan氏ax)也有小幅降低,但老化時間對氟硅橡膠的tan氏a、的影響相差不大(見表2)。在玻璃態,老化后氟硅橡膠的E,明顯升高,而E”則降低,一般認為,老化后低溫模量的增加是導致材料變硬、韌性變差的原因,模量在較低的溫度下就出現明顯下降;但在高彈態,E'和E"隨著老化時間的增加而增加,但增加幅度很小。- 50℃到室溫范圍內,E和E'‘迅速降低,但溫度高于室溫后變化幅度很小,趨于平緩,說明氟硅橡膠的E'值受溫度影響不大,在該溫度范圍內可以用做密封材料。
    一般來說,橡膠(含括氟硅橡膠)在空氣中加熱老化時會同時發生裂解和交聯反應。氟硅膠結構中存在三氟丙基基團,它在高溫下的氧化能導致交聯反應,表現為硬度和模量升高;在這個過程中同時也生成三氟丙醛,而三氟丙醛在高溫條件下能促進氟硅橡膠的裂解。從表1可知,老化后氟硅橡膠的硬度有小幅升高,從表2可知,T有所降低,故老化后的氟硅橡膠中同時存在交聯和降解兩種反應,但主要以交聯為主。

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