250 ડીગ્રી પર સિલિકોન રબરનું ભેળસેળ એ તેનું "સામાન્ય" અભિવ્યક્તિ નથી, પરંતુ ચોક્કસ પરિસ્થિતિઓમાં તેની વૃદ્ધત્વ પદ્ધતિનું પરિણામ છે.
સામાન્ય રીતે, સિલિકોન રબર તેના ઉષ્મા પ્રતિકાર માટે જાણીતું છે, જેમાં લાંબા ગાળાની સેવા તાપમાન સામાન્ય રીતે -60 ડિગ્રીથી 200-230 ડિગ્રી હોય છે. જ્યારે તાપમાન 250 ડિગ્રી અથવા તેથી વધુની ઉપરની મર્યાદા સુધી વધે છે, ત્યારે ઘણી મોટી વૃદ્ધત્વ પ્રક્રિયાઓ વેગ આપે છે, જે આખરે ક્ષતિગ્રસ્ત થવા તરફ દોરી જાય છે. ભંગાણનું મૂળભૂત કારણ સિલિકોન રબર પોલિમરની મુખ્ય સાંકળ અને બાજુના જૂથોના અફર રાસાયણિક અધોગતિમાં રહેલું છે. નીચેની કેટલીક મુખ્ય પદ્ધતિઓ છે જે ભંગાણ તરફ દોરી જાય છે
1. સાઇડ ગ્રુપ ઓક્સિડેશન (મુખ્ય મિકેનિઝમ) પ્રક્રિયા: સિલિકોન રબરનો સૌથી સામાન્ય પ્રકાર મિથાઈલ વિનાઇલ સિલિકોન રબર છે. ઊંચા તાપમાને, હવામાંનો ઓક્સિજન પોલિમરની બાજુની સાંકળો પર મિથાઈલ જૂથો (-CH₃) પર હુમલો કરશે. રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા: મિથાઈલ જૂથ ઓક્સિડાઇઝ્ડ થાય છે, જે પહેલા હાઇડ્રોક્સિલ જૂથ (-OH) બનાવે છે, જે પછી અન્ય ઑક્સાઈડ્સને-લિંક કરી શકે છે અથવા પેદા કરી શકે છે. આ પ્રક્રિયા પરમાણુ સાંકળો વચ્ચે વધારાના ક્રોસલિંકિંગ બિંદુઓ (ઓક્સિડેટીવ ક્રોસલિંકિંગ) બનાવે છે.
પરિણામ: જેમ જેમ વધારાના ક્રોસલિંકિંગ પોઈન્ટ્સની સંખ્યા સતત વધી રહી છે, તેમ પોલિમર નેટવર્ક વધુ પડતું ગાઢ અને ચુસ્ત બને છે. સામગ્રી તેની સ્થિતિસ્થાપકતા ગુમાવે છે, સખત બને છે, અને છેવટે જ્યારે નાના તણાવને આધિન હોય ત્યારે તે બરડ અસ્થિભંગમાંથી પસાર થાય છે. તમે ફિશિંગ નેટની કલ્પના કરી શકો છો. જ્યારે તેની ગાંઠો ઘણી બધી અને ખૂબ ગાઢ બની જાય છે, ત્યારે તે તેની લવચીકતા ગુમાવે છે અને ખેંચાય ત્યારે સરળતાથી તૂટી જાય છે.
2. મુખ્ય સાંકળ ડિપોલિમરાઇઝેશન ("અનવાઇન્ડિંગ" પ્રતિક્રિયા) પ્રક્રિયા: પૂરતા પ્રમાણમાં ઊંચા તાપમાને, સિલોક્સેન મુખ્ય સાંકળ (-Si-O-) પોતે તૂટી શકે છે. રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા: મુખ્ય સાંકળ તૂટે છે, ચક્રીય ઓલિગોમર્સ (જેમ કે D3, D4, વગેરે) અને અન્ય નાના અણુઓ ઉત્પન્ન કરે છે.
પરિણામ: પોલિમર સાંકળની લંબાઈ ટૂંકી થાય છે અને પરમાણુ વજન ઘટે છે. આ સીધી સામગ્રીની યાંત્રિક શક્તિમાં ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે. જ્યારે સાંકળ ખૂબ ટૂંકી થઈ જાય છે, ત્યારે સામગ્રી અસરકારક રીતે તણાવ સહન કરી શકતી નથી અને તે બરડ પણ બની જાય છે. આ પ્રક્રિયા ઓક્સિજનની હાજરી અને ગેરહાજરી બંનેમાં થઈ શકે છે, પરંતુ તે અત્યંત ઊંચા તાપમાને ખાસ કરીને નોંધપાત્ર છે.
3. અસ્થિર પદાર્થો અને પ્લાસ્ટિસાઇઝર્સની નુકશાન પ્રક્રિયા: સિલિકોન રબરના ઉત્પાદન દરમિયાન, કેટલાક ઓછા-મોલેક્યુલર-વજનના સિલોક્સેન રહી શકે છે, અથવા પ્રક્રિયાક્ષમતા સુધારવા માટે કેટલાક ઉમેરણો ઉમેરવામાં આવી શકે છે. લાંબા-ગાળાના ઊંચા તાપમાન હેઠળ, આ નીચા-મોલેક્યુલર-વજનના પદાર્થો ધીમે ધીમે અસ્થિર થશે અથવા સ્થળાંતર કરશે.
પરિણામ: અમુક હદ સુધી, આ પદાર્થો આંતરિક લુબ્રિકેશન અને પ્લાસ્ટિસાઇઝિંગમાં ભૂમિકા ભજવે છે. તેમના નુકશાનથી સામગ્રી સખત, સંકોચાઈ અને બરડ બની જશે.
4. થર્મલ સાયકલિંગ અને તણાવ થાક
પ્રક્રિયા: જો એપ્લિકેશન દૃશ્યમાં વારંવાર ઠંડા અને ગરમ ચક્ર હોય, તો સિલિકોન રબર સતત વિસ્તરણ અને સંકોચન કરશે.
પરિણામ: આ સામયિક તાણ સામગ્રીની અંદર માઇક્રોક્રેક્સનું કારણ બની શકે છે. ઊંચા તાપમાનના ઉદ્દીપન હેઠળ, આ માઇક્રોક્રેક્સ તેમના વિસ્તરણ અને જોડાણને વેગ આપશે, જે આખરે સામગ્રીના મેક્રોસ્કોપિક બરડ ક્રેકીંગ તરફ દોરી જશે.