天然橡膠板的使用壽命受到多種復雜因素的綜合影響,這些因素主要可歸納為以下幾個方面:
1. 環境因素:
* 溫度: 高溫是天然橡膠老化的主要。它會促進橡膠分子的氧化反應和鏈斷裂,導致材料變軟、發粘、失去彈性或變硬變脆。持續高溫會顯著縮短使用壽命。低溫則可能導致橡膠硬化、失去彈性,甚至出現脆裂。
* 氧氣: 空氣中的氧氣會與橡膠分子發生氧化反應,破壞其分子結構,導致材料硬化、龜裂、強度下降。這是橡膠自然老化的主要原因之一。
* 臭氧: 臭氧對橡膠,尤其是不飽和橡膠(如天然橡膠)的侵蝕性極強。它會導致橡膠表面出現垂直于應力方向的裂紋(臭氧龜裂),嚴重損害其性能和外觀。
* 紫外線/光照: 陽光中的紫外線具有高能量,能引發橡膠的光氧化反應,破壞分子鏈,造成表面粉化、變色、龜裂和物理性能下降。戶外使用的橡膠板受此影響尤為嚴重。
* 濕度/水分: 長期暴露在高濕度或浸水環境中,水分可能滲透到橡膠內部,導致某些配合劑(如填充劑)流失,或引起水解反應(尤其對某些易水解的橡膠類型),降低物理性能。在靜態應用中,水分還可能滋生霉菌。
* 其他: 風沙磨損、生物(霉菌、細菌)侵蝕等也會在特定環境中影響壽命。
2. 機械因素:
* 動態應力: 如果橡膠板承受持續的動態負荷(如反復壓縮、拉伸、剪切、振動、沖擊),即使應力水平不高,長期作用也會導致疲勞破壞,產生裂紋并終斷裂。
* 靜態應力: 長時間處于高靜態壓縮或拉伸狀態下,橡膠會發生應力松弛(變形逐漸增大)或蠕變(尺寸緩慢變化),影響其密封或支撐功能,甚至導致變形失效。
* 磨損: 與其他表面發生摩擦會導致橡膠表面材料逐漸被磨耗掉,降低厚度和性能。磨損速率取決于接觸壓力、相對速度、表面粗糙度和潤滑情況。
3. 化學介質:
* 天然橡膠對許多化學物質敏感。接觸油類(礦物油、動植物油)、溶劑、強酸、強堿等,可能導致橡膠發生溶脹(體積增大)、溶解、腐蝕或化學降解(如強酸強堿下的水解),從而嚴重破壞其結構和性能。選擇橡膠板時,必須考慮其將要接觸的介質。
4. 橡膠本身的質量與配方:
* 原材料質量: 生膠、配合劑(如防老劑、促進劑、填充劑)的質量直接影響終產品的性能和壽命。
* 配方設計: 配方中防老劑(劑、抗臭氧劑、抗紫外線劑等)的種類和用量對抵抗環境老化至關重要。硫化體系(交聯密度和交聯鍵類型)影響橡膠的強度、彈性和耐熱性。填充劑的類型和用量也會影響物理性能和老化行為。
* 硫化工藝: 硫化程度不足或過度都會影響橡膠的物理性能和耐老化性。
5. 安裝與維護:
* 不正確的安裝可能導致橡膠板承受過大的局部應力或異常變形,加速損壞。
* 缺乏定期檢查、清潔和必要的維護(如避免接觸不相容的化學品、防止長期過度變形)也會縮短其有效使用壽命。
總結來說, 天然橡膠板的使用壽命是其內在配方質量、硫化工藝與外部使用環境(溫度、氧氣、臭氧、光照、介質)、所受機械應力以及安裝維護水平共同作用的結果。要延長其使用壽命,關鍵在于根據具體應用場景正確選材(必要時選用更耐候或耐介質的合成橡膠),優化配方(尤其重視防老體系),確保加工質量,并在使用中盡可能避免或減輕不利因素的影響,如提供遮陽、避免接觸不相容化學物質、控制工作溫度和應力水平、進行定期維護等。
