Skørhed af silikonegummi ved 250 grader er ikke en "normal" manifestation af det, men snarere resultatet af dets ældningsmekanisme under specifikke forhold.
Generelt er silikonegummi kendt for sin varmebestandighed, med-langvarige driftstemperaturer, der typisk spænder fra -60 grader til 200-230 grader. Når temperaturen stiger til den øvre grænse på 250 grader eller højere, vil flere store ældningsprocesser accelerere, hvilket i sidste ende fører til skørhed. Den grundlæggende årsag til skørhed ligger i den irreversible kemiske nedbrydning af silikonegummipolymerens hovedkæde og sidegrupper. Følgende er flere kernemekanismer, der fører til skørhed
1. Sidegruppeoxidationsproces (hovedmekanismen): Den mest almindelige type silikonegummi er methylvinylsilikonegummi. Ved høje temperaturer vil oxygen i luften angribe methylgrupperne (-CH₃) på sidekæderne af polymerer. Kemisk reaktion: Methylgruppen oxideres og danner først en hydroxylgruppe (-OH), som derefter kan krydsbinde- eller danne andre oxider. Denne proces danner yderligere tværbindingspunkter (oxidativ tværbinding) mellem molekylære kæder.
Konsekvens: Efterhånden som antallet af yderligere tværbindingspunkter bliver ved med at stige, bliver polymernetværket for tæt og tæt. Materialet mister sin elasticitet, bliver stift og undergår til sidst skørt brud, når det udsættes for mindre belastninger. Du kan forestille dig et fiskenet. Når dens noder bliver for mange og for tætte, mister den sin fleksibilitet og knækker let, når den trækkes.
2. Hovedkædedepolymerisering ("afviklings"reaktion) proces: Ved en tilstrækkelig høj temperatur kan siloxanens hovedkæde (-Si-O-) i sig selv bryde. Kemisk reaktion: Hovedkæden knækker og genererer cykliske oligomerer (såsom D3, D4 osv.) og andre små molekyler.
Konsekvens: Længden af polymerkæden forkortes, og molekylvægten falder. Dette fører direkte til en reduktion i materialets mekaniske styrke. Når kæden bliver for kort, kan materialet ikke effektivt tåle belastningen og vil også blive skørt. Denne proces kan forekomme i både tilstedeværelse og fravær af ilt, men den er særlig vigtig ved ekstremt høje temperaturer.
3. Tabsproces af flygtige stoffer og blødgøringsmidler: Under produktionen af silikonegummi kan nogle lav-molekylære-siloxaner blive tilbage, eller nogle additiver kan tilsættes for at forbedre forarbejdeligheden. Under længere-høje temperaturer vil disse lav-molekylære-stoffer gradvist fordampe eller migrere ud.
Konsekvens: Disse stoffer spiller i et vist omfang en rolle ved intern smøring og plastificering. Deres tab vil få materialet til at hærde, krympe og blive skørt.
4. Termisk cykling og stresstræthed
proces: Hvis der er hyppige kolde og varme cyklusser i påføringsscenariet, vil silikonegummi konstant udvide sig og trække sig sammen.
Konsekvens: Denne periodiske stress kan forårsage mikrorevner i materialet. Under katalyse af høje temperaturer vil disse mikrorevner accelerere deres ekspansion og forbindelse, hvilket i sidste ende fører til makroskopisk sprød revnedannelse af materialet.