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O-ring橡胶密封圈的耐老化性能研究

更新时间:2009-03-28

随着科技的不断进步,腕表在保证其基本计时功能以外,其使用可靠性受到腕表使用者的广泛关注。防水性能作为手表使用可靠性的一项重要性能,佩戴者尤为重视,而手表密封圈的性能优良与否直接影响其防水性能,目前手表后盖、前圈、坝管所使用的O-ring密封圈均为丁腈橡胶。

丁腈橡胶具有优良的耐介质、耐高低温、耐磨和耐压缩变形等性能,其用途十分广泛[1-4]。目前对其作为密封圈用于航天航空、石油、化工、机械等领域有广泛的报道[5-7],研究人员主要对丁腈橡胶在空气、氮气、液压油、汽油等环境中的老化失效做了大量研究[8-10],但在手表密封圈领域,鲜见报道。由于丁腈橡胶分内部含有不饱和键,成为材质不稳定性的隐患。本文对目前手表领域所用的丁腈橡胶密封圈进行研究,分析其表面形貌、自然环境及高温条件下的老化性能、在酒精和盐雾环境下的介质老化性能。

1 实验部分

1.1 原材料

丁腈橡胶手表O-ring密封圈(见图1)。

比较两组学员的考试成绩,PBL联合传统教学组理论课考试成绩为(49.16±3.65)分,传统教学组为(48.80±4.32)分,组间对比,差异不具有统计学意义(P>0.05);PBL联合传统教学组健康管理综合技能成绩为(34.26±2.28)分,传统教学组为(28.65±2.12)分,组间对比,差异具有统计学意义(P<0.05);PBL联合传统教学组总成绩为(83.42±2.88)分,传统教学组为(77.45±3.22)分,组间对比,差异具有统计学意义(P<0.05),具体见(表1),其中优秀率分别为72%(18/25)和56%(14/25)。

适用于IEEE 802.15.4的非相干BPSK接收机………………………………张艳秋,林伟荣,马欣月,等(53)

  

图1 O-ring密封圈Fig.1 O-ring seals

1.2 试验方法

(1)自然老化试验

取10个试样,置于常温下,40个月后,观察试样表面形貌,并采用WF-50S推力拉力试验机测试其加速老化试验后的拉断伸长率,记录数据,并求出O-Ring加速老化后的老化系数,与老化前的数据进行对比。

有时候也会想,其实现实世界并不是全然美好的,而是曲折、复杂的,要不要把这样的面貌如实呈现在小人儿面前呢?可就好像盖楼房,首先要做的是打地基,你可以说楼房是高高地往上去盖的,可是地基却得深深地向下去打啊!2岁多的孩子,还处于主要是模仿、重复大人的语言,而自己的思考能力才刚刚起步的阶段,我选择先用那些光明、美好、积极的材料为他打下地基,为他将来面对世界的复杂性准备下基本的心理和情感资源。

参照国家标准GB/T 15905-1995《硫化橡胶湿热老化试验》进行。

老化系数使用E表示:

实施的手术均在全麻下,使用鼻内镜并且借助西安高通生产的DQG-E4630-A/B130型号的等离子射频刀开展手术。应用百分之一的肾上腺素盐水棉片对患者的鼻腔进行充分收缩,进而最大限度的暴露肿瘤边缘、基底。

按照ISO 9227:2012《腐蚀试验在人工环境-盐雾试验》进行。

(2)加速老化试验

采用WF-50S推力拉力试验机,按照GB/T 528-2009《硫化橡胶或热塑性橡胶 拉伸应力应变性能的测定》测试拉伸性能。

②调节XB 60型盐雾试验机,试验温度为(35±2)℃,喷雾量:1mL/h~2mL/h,设定试验时间72h,试验结束后,取出试样,并观察试样表面的腐蚀情况;

③采用WF-50S推力拉力试验机测试其加速老化试验后的拉断伸长率,记录数据,并求出O-Ring加速老化后的老化系数。

1.3 分析与测试

计算方法:

很长一段时间以来,人们一直把教育等同于学校教育,认为教育具有一次性和终结性。直到法国提出“永恒教育”的概念,终身教育思想才得以被发展和接受。终身教育的思想否定了传统上把人生分成受教育和生活的观念,指出人无论在哪个年龄段都同样需要受教育和不断学习,教育不单纯是谋生手段,同时也是追求精神生活享受、提高生活层次的重要手段。我国优秀传统文化开始突显出其重要作用,逐渐形成了不断学习、重视学习的传统,学习氛围空前浓厚[1]。老人开始具备了终身学习、不断提升的思想,在他们离开工作岗位后保持着对学习的渴望和需求。

MA 的抗菌谱广,对于青霉素过敏的患者,可代替青霉素治疗 A 群乙型溶血性链球菌感染引起的急性鼻窦炎、扁桃体炎和咽炎等,疗程一般为10 d 左右。除 A 群乙型溶血性链球菌、肺炎链球菌外,MA 对流感嗜血杆菌、葡萄球菌也具有抗菌活性,此外也对苍白密螺旋体、淋病奈瑟菌属、李斯特菌属、军团菌属、鲍特菌属、棒状杆菌属、弯曲菌属和衣原体敏感[8]。

采用日本VHX-500F型超景深数码显微镜观察手表所用O-ring密封圈的表面放大形貌,并用数码相机拍摄全貌。

(2)力学性能[11]测试与计算

①将试样用细的塑料线悬挂于XB 60型盐雾试验机内,距悬挂杆约30mm;

断裂伸长率:试样断裂时的百分比伸长率。

(1)表面形貌

(1)路易威登频繁与主力消费群互动,契合他们的喜好,就是想打入其中希望主流年轻人能更好了解它们。充分利用明星代言,以此向消费者宣传自己的品牌形象,并让喜欢明星的消费者更多的关注品牌最新产品和资讯。并且通过视频,互动的活动发布最新的产品资讯[7]。

 

式中:a为密封圈拉断伸长率(%);A为密封圈实验室条件下的拉断伸长长度(mm);B为密封圈的自然长度(mm)。

(3)老化系数的计算

分别在60℃、85℃和100℃条件下对O-ring密封圈进行加速老化试验,老化时间为4h、8h、16h、24h、32h、40h、48h、56h、64h、72h、80h和88h,每种条件下5个试样,采用HK-80L型可程式恒温恒湿试验箱进行试验,将设备温度调至所需温度,稳定后,把试样呈自由状态悬挂在箱内进行老化试验,试样彼此之间的距离≥10mm,与恒温箱壁距离≥100mm(之后试验均按此悬挂试样),试验结束后,将O-Ring取出后放置2h,待其恢复至室温后,采用WF-50S推力拉力试验机测试其加速老化试验后的拉断伸长率,记录数据,并求出O-Ring加速老化后的老化系数,并与老化前的数据进行对比。

糖皮质激素是机体的重要分子,参与急性应激反应中的免疫和炎性调节[9-16]。甲强龙在血浆中的半衰期只有30 min,起效迅速。本研究结果显示:(1)静息状态下肺功能检测中,甲强龙对每分钟静息通气量无影响,但是可以延缓感染后早期的气道压力增加,并减轻同期的最大吸气流量;在中、晚期,可以增加肺容积和气道阻力。(2)动态肺功能检测中,在感染后的中、晚期,甲强龙组2秒末用力呼气容积、最大呼气中期流速、用力最大呼气流速均较脂多糖组升高,最大呼气中期时间较脂多糖组下降。即糖皮质激素可通过改善动态呼吸功能,缓解重症感染期间的呼吸困难症状。

 

式中:E为密封圈老化系数(%);C为密封圈老化试验后的性能数据(mm);D为密封圈老化试验前的性能数据(mm)。

2 结果与讨论

2.1 密封圈自然老化后的表面形貌及其老化性能

  

图2 O-ring密封圈自然老化前后表面形貌Fig.2 Surface appearance of O-ring seals before and after natural aging

图2为O-ring密封圈自然老化前后表面形貌,可以看出,未经处理的O-ring密封圈表面较光滑,经过40个月常温下自然老化后,出现纵向裂纹。这是因为手表O-ring密封圈所用丁腈橡胶是由丁二烯(CH2=CH-CH=CH2)与丙烯腈(CH2=OH-CN)以乳液聚合所制得的弹性共聚物,分子结构式为:

(3)盐雾试验

4.D 提示:由题意知X为浓硫酸。浓硫酸使蔗糖变黑主要体现了浓硫酸的脱水性,A项错误。浓硫酸在室温下使Fe钝化,B项错误。A为碳单质时,生成的C为CO2,CO2通入少量澄清石灰水生成可溶性的Ca(HCO3)2,C项错误。SO2与O2反应的条件为常压、催化剂、加热,D项正确。

 

其为不饱和碳链橡胶。当在反应中新的交联反应占优势时,由于产生了很多新的交联分子链,橡胶材料的老化就表现为其表面变硬、发脆并且出现裂纹。

从图3可以看出,经过40个月常温下自然老化后,其断裂伸长率由413.6%下降为331.8%,其老化系数为0.802,采用该条件下的O-ring密封圈装入手表,手表仍可实现5个大气压防水。试验结果表明,O-ring密封圈经过40个月常温下自然老化后,虽出现横向裂纹,但并未完全失效。

  

图3 O-ring密封圈自然老化前后的断裂伸长率Fig.3 Elongation of O-ring seals before and after natural aging

2.2 高温加速老化的性能

图4为O-ring密封圈在不同温度下老化后的性能,在60℃、85℃和100℃三种温度下的加速老化下,24h内对老化性能影响较大。尤其在100℃的加速老化下,24h后,断裂伸长率由413.6%下降为245.5%,此时老化系数为0.594,O-ring密封圈表现为明显的老化,随着加速老化时间的延长,开始进入缓慢老化阶段,当继续加速老化至88h后,其老化系数为0.527。

此外,从图4可以看出,随着老化温度的升高,其老化程度更加明显,24h后,60℃下O-ring密封圈的老化系数为0.956,85℃下的老化系数为0.791,而100℃下的老化系数为0.594,可见,24h内,60℃对O-ring密封圈的老化无明显影响。随着老化时间的延长,三种温度下均呈现缓慢老化的趋势。

  

图4 O-ring密封圈在不同温度下老化后的性能Fig.4 Property of O-ring seals at different temperatures aging

2.3 介质老化性能

2.3.1 盐雾介质下的老化

  

图5 O-ring密封圈经过盐雾试验前后的断裂伸长率Fig.5 Elongation of O-ring seals before and after salt spray test

手表用O-ring密封圈一般用于后盖、上套或柄头内部起密封作用,但在沿海城市,难免会受到盐雾的影响,尤其是海上工作者佩戴手表时,可能会受到盐水的侵蚀,因而,有必要研究此类条件下的老化性能。本研究中采用的O-ring密封圈经过48h耐盐雾腐蚀试验后,其断裂伸长率由413.6%下降为360.2%,如图5所示,其老化系数E为0.871,未出现明显的失效,其耐腐蚀性能较好。

2.3.2 乙醇介质下的老化

在手表的装配或维修中,往往会使用酒精浸泡方法将柄头清洗20min左右,以去除加工中残留于柄头孔内的油污,因此有必要研究酒精浸泡对O-ring密封圈老化性能的影响。本研究采用推力拉力试验机对未经处理和经30min、1h、2h、4h酒精浸泡的O-ring橡胶密封圈进行断裂伸长率测试,测试结果如图6所示。可以看出,经过30min、1h、2h和4h酒精浸泡对O-ring的断裂伸长率并无明显影响,经过4h酒精浸泡处理后,O-ring密封圈的老化系数E≈1。结果表明,当用酒精对O-ring浸泡30min以内时,对O-ring的密封性能无影响。

  

图6 O-ring密封圈酒精浸泡不同时间伸长率的变化Fig.6 Change of elongation of O-ring seals by alcohol-soaked test at different time

3 结论

(1)试验结果表明,手表O-ring密封圈经过40个月常温下自然老化后,其老化系数为0.802,采用该条件下的O-ring密封圈装入手表,手表仍可实现5个大气压防水,结合表面形貌发现其虽出现横向裂纹,但并未完全失效。

(2)在60℃、85℃和100℃三种温度下的加速老化下,24h内对老化性能影响较大。尤其在100℃的加速老化下,24h后断裂伸长率由413.6%下降为245.5%,此时老化系数为0.594,O-ring密封圈表现为明显的老化,随着加速老化时间的延长,开始进入缓慢老化阶段。此外,随着老化温度的升高,其老化程度更加明显,24h内,60℃老化试验对O-ring密封圈的老化无明显影响。

(3)介质老化试验结果表明,手表用O-ring密封圈的耐盐雾腐蚀性能较好;当用酒精对O-ring浸泡30min以内时,对O-ring的密封性能无影响。

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孔晶,宋鹏涛,龚翔
《合成材料老化与应用》2018年第02期文献

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