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氟橡胶密封圈贮存寿命评估

    从图4可以看出,ln(1-ε)与时间t明显不呈线性关系,因此式(1)中α不为1,查阅资料可知[14],F108氟橡胶的老化常数为0.368。令y=ln(1-ε),x=tα,α=lnB,b=-K,建立线性回归模型:利用最小二乘法,对式(2)进行回归分析,结果见表1,进而得到不同老化温度下性能变化速率K。针对lnK与1/T进行拟合,如图5所示,拟合的直线方程为lnK=0.573-1679.261/T。将T=298K代入,得25℃时的反应速率K=0.0063,取B=0.8758,得25℃下老化动力学方程为:
    根据密封材料使用要求,若以ε≤26%作为密封件贮存时的性能临界值,可得氟橡胶密封件在25℃下的贮存寿命t=7559d,约为20.71a,取安全系数为1.5,则贮存寿命为13.8a。从材料评估的角度,结合贮存与使用条件,采用热氧加速老化试验方法,研究了贮存时间对氟橡胶密封材料压缩永久变形的影响,以及老化前后的红外光谱特性,得出以下结果。
    1)25℃下,氟橡胶密封材料压缩永久变形与老化时间的动力学方程为ln(1-ε)=-0.133-0.0063t0.368。
    2)以ε≤26%作为密封件贮存时的性能临界值,当安全系数为1.5时,可预测氟橡胶密封材料的贮存寿命约为13.8a。
    3)红外光谱分析表明,氟橡胶在热氧条件下的老化机理为分子断裂和交联。
    4)非正常老化因素引起的变形对氟橡胶密封圈的性能影响很大,这种影响在一定程度上会突然降低氟橡胶的密封效果。

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