ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Работоспособность вакуумных уплотнений из "Стойкость эластомеров в эксплуатационных условиях" Сравнительное изучение изменения свойств различных полимерных материалов, находящихся в напряженном состоянии на воздухе и в вакууме, показало, что в зависимости от природы эластомера, состава резиновой композиции, характера напряженного состояния вакуум может ускорять, замедлять либо не оказывать заметного влияния на изменение свойств материала. [c.218] Под действием напряжений скорость деструктивных процессов в жесткоцепных полимерах повышается и долговечность снижается. В работах [442—445] показано, что долговечность ориентированных полимеров в вакууме значительно выше, чем на воздухе, и что в первом случае разрушение происходит вследствие термической, а во втором — вследствие термоокислительной деструкции цепей. При исследовании полиамидов, полиэтилена, полипропилена, волокон хлопка, шелка обнаружено, что при больших степенях ориентации долговечность полимеров в вакууме и на воздухе становится одинаковой или даже долговечность на воздухе превышает долговечность в вакууме. В то же время природа макрорадикалов и состав летучих продуктов, образующихся в процессе разрушения полимеров в вакууме и на воздухе, различны количество кислородсодержащих продуктов механохимического распада полимера в вакууме на порядок меньше, чем при распаде на воздухе [446— 449]. [c.218] При исследованиях окисления вулканизатов эластомера (полиизопрена) было обнаружено [450, 451], что статическая деформация резины и даже внутренние напряжения в вулканизатах существенно изменяют характер и кинетику присоединения кислорода как на стадии ингибированного, так и на стадии автокаталитического процесса. Изменение напряженного состояния резины в процессе деформирования с постоянной скоростью в бескислородной среде (в вакууме) также сопровождается механически активированным разрушением химических связей различных типов в вулканизационной сетке [452]. [c.218] В связи с этим работоспособность вакуумных уплотнений существенно зависит от их конструктивных особенностей и условий эксплуатации, определяющих напряженное состояние уплотнений и взаимодействие с вакуумом и уплотняемой средой. [c.218] Многолетняя эксплуатация резиновых уплотнений подтверждает это положение одни и те же резины в близких температурных условиях, но в различных конструкциях уплотняемых узлов существенно различаются по работоспособности. [c.218] Ниже рассмотрены наиболее распространенные в вакуумной технике конструкции напряженных резиновых уплотнений. [c.218] Аналогичный характер действия напряжений на окисление уплотнений из резин на основе НК и СКМС-10 в процессе старения их на воздухе отмечался в работе [454]. По результатам МТА было установлено, что при старении уплотнений степень окисления резины по свободному контуру уплотнений практически остается постоянной, а в центре сечения уплотнения возрастает с увеличением продолжительности старения. В области напряжений сжатия — в зоне контакта резинового уплотнения с металлом уплотняемых плоскостей — концентрация окисленных структур в резине уменьшается с увеличением длительности старения (рис. 6.11). Этот результат свидетельствует о подавлении процессов окисления в резине при действии напряжений сжатия. [c.220] Таким образом, в резиновых уплотнениях под действием вакуума и напряжений протекают сложные термические и термоокислительные процессы. Эти процессы сопровождаются увеличением неоднородности структуры резины по сечению уплотнения, которая приводит к нарушению зеркального отображения кривых релаксации напряжения и накоплению остаточной деформации, ускорению релаксационных процессов и более быстрой потере работоспособности уплотнений. [c.221] Резинометаллические клапаны (РМК). Наиболее широко распространенная конструкция РМК (рис. 6.12) представляет собой плоскую, чаще всего привулканизованную к металлу резиновую пластину, которая контактирует с металлической поверхностью с выступающим седлом обычно треугольного сечения. Внедрение седла в резину обеспечивает герметичность клапана. [c.221] в — зоны сжатия С — зона растяжения стрелкой показана точка отбора пробы резины для МТА. [c.221] В то же время концентрация окисленных слабых мест в резине под седлом РМК, определяемая по сумме кислородсодержащих продуктов, выделяющихся при термораспаде резины в процессе МТА, как при эксплуатации на воздухе, так и в условиях воздух — вакуум , экспоненциально снижается во времени (см. рис. 6.15). Этот результат качественно совпадает с данными работы [454], приведенными выше, и показывает, что в областях напряжений сжатия термоокислительные процессы в резине подавлены, старение резины сопровождается разрушением окисленных слабых мест. [c.223] Приведенные результаты МТА позволяют связать более быстрое повышение температуры разгерметизации вакуумных РМК с выделением тяжелых продуктов термомеханического распада цепей эластомера, образуюш,ихся под седлом РМК в начальные сроки эксплуатации. Можно полагать, что при работе РМК на воздухе тяжелые продукты, присутствующие в резине в неизменном количестве, служат постоянно действующей пластифицирующей добавкой. Снижение работоспособности РМК в процессе эксплуатации происходит за счет распада окисленных слабых мест и деструкции в резине под седлом, приводящих к уменьшению контактных напряжений. При действии вакуума дополнительно происходит удаление пластифицирующих тяжелых продуктов, что вызывает аномально быстрый рост нижнего температурного предела работоспособности РМК. [c.224] Вакуумные уплотнители физически агрессивных сред. В предыдущих разделах было показано, что вакуум является для резиновых уплотнений агрессивной средой, сокращающей сроки работоспособности ряда уплотнений. Однако в определенных условиях действие на уплотнения вакуума приводит к увеличению их работоспособности (например, при работе вакуумных резиновых уплотнений физически агрессивных сред, вызывающих существенное набухание резины) [457]. [c.224] Действие вакуума при эксплуатации уплотнений физически агрессивной среды приводит к уменьшению степени их набухания— до 8—10% в данном сочетании резины и среды — за счет улетучивания среды в вакуум, снижению дополнительных напряжений в резине и в результате — к возрастанию сроков работоспособности. [c.225] Эти данные, а также данные, представленные на рис. 6.16, получены после полного отбухания образцов. [c.225] Таким образом, возникающие при набухании механические напряжения активируют процессы деструкции макромолекул, т. е. старение в физически агрессивных средах протекает как механически активируемая химическая реакция. Увеличение работоспособности резиновых уплотнений физически агрессивных сред при одновременном действии вакуума определяется снижением в них уровня напряжений за счет улетучивания среды из уплотнения. [c.225] Вернуться к основной статье