Försprödningen av silikongummi vid 250 grader är inte en "normal" manifestation av det, utan snarare resultatet av dess åldringsmekanism under specifika förhållanden.
I allmänhet är silikongummi känt för sin värmebeständighet, med-långtidstemperaturer som vanligtvis sträcker sig från -60 grader till 200-230 grader. När temperaturen stiger till den övre gränsen på 250 grader eller högre kommer flera stora åldringsprocesser att accelerera, vilket så småningom leder till sprödhet. Den grundläggande orsaken till sprödhet ligger i den irreversibla kemiska nedbrytningen av huvudkedjan och sidogrupperna i silikongummipolymeren. Följande är flera kärnmekanismer som leder till försprödning
1. Sidogruppsoxidationsprocess (huvudmekanismen): Den vanligaste typen av silikongummi är metylvinylsilikongummi. Vid höga temperaturer kommer syre i luften att angripa metylgrupperna (-CH₃) på polymerernas sidokedjor. Kemisk reaktion: Metylgruppen oxideras och bildar först en hydroxylgrupp (-OH), som sedan kan tvärbinda- eller generera andra oxider. Denna process bildar ytterligare tvärbindningspunkter (oxidativ tvärbindning) mellan molekylkedjor.
Konsekvens: När antalet ytterligare tvärbindningspunkter fortsätter att öka, blir polymernätverket alltför tätt och tätt. Materialet förlorar sin elasticitet, blir styvt och får så småningom spröda brott när det utsätts för mindre påfrestningar. Du kan tänka dig ett fiskenät. När dess noder blir för många och för täta tappar den sin flexibilitet och går lätt sönder när den dras.
2. Huvudkedjedepolymerisation ("avlindnings"reaktion) process: Vid en tillräckligt hög temperatur kan siloxanens huvudkedja (-Si-O-) själv gå sönder. Kemisk reaktion: Huvudkedjan går sönder och genererar cykliska oligomerer (som D3, D4, etc.) och andra små molekyler.
Konsekvens: Längden på polymerkedjan förkortas och molekylvikten minskar. Detta leder direkt till en minskning av materialets mekaniska hållfasthet. När kedjan blir för kort kan materialet inte effektivt klara av påfrestningarna och blir också sprött. Denna process kan ske i både närvaro och frånvaro av syre, men den är särskilt betydelsefull vid extremt höga temperaturer.
3. Förlustprocess av flyktiga ämnen och mjukgörare: Under tillverkningen av silikongummi kan vissa låg-molekylära-siloxaner finnas kvar, eller vissa tillsatser kan tillsättas för att förbättra bearbetbarheten. Under långa-höga temperaturer kommer dessa låg-molekylära-ämnen gradvis att förångas eller migrera ut.
Konsekvens: Till viss del spelar dessa ämnen en roll för intern smörjning och mjukgöring. Deras förlust kommer att göra att materialet hårdnar, krymper och blir skört.
4. Termisk cykling och stresströtthet
process: Om det förekommer ofta kalla och varma cykler i applikationsscenariot kommer silikongummi ständigt att expandera och dra ihop sig.
Konsekvens: Denna periodiska stress kan orsaka mikrosprickor i materialet. Under katalys av höga temperaturer kommer dessa mikrosprickor att påskynda sin expansion och anslutning, vilket så småningom leder till makroskopisk spröd sprickbildning av materialet.