Sprøhet av silikongummi ved 250 grader er ikke en "normal" manifestasjon av det, men snarere et resultat av dens aldringsmekanisme under spesifikke forhold.
Generelt er silikongummi kjent for sin varmebestandighet, med langtidsbrukstemperaturer som vanligvis varierer fra -60 grader til 200-230 grader. Når temperaturen stiger til den øvre grensen på 250 grader eller høyere, vil flere store aldringsprosesser akselerere, og til slutt føre til sprøhet. Den grunnleggende årsaken til sprøhet ligger i den irreversible kjemiske nedbrytningen av hovedkjeden og sidegruppene til silikongummipolymeren. Følgende er flere kjernemekanismer som fører til sprøhet
1. Sidegruppeoksidasjonsprosess (hovedmekanismen): Den vanligste typen silikongummi er metylvinylsilikongummi. Ved høye temperaturer vil oksygen i luften angripe metylgruppene (-CH₃) på sidekjedene til polymerer. Kjemisk reaksjon: Metylgruppen oksideres, og danner først en hydroksylgruppe (-OH), som deretter kan krysse- eller generere andre oksider. Denne prosessen danner ytterligere tverrbindingspunkter (oksidativ tverrbinding) mellom molekylkjeder.
Konsekvens: Ettersom antall ytterligere tverrbindingspunkter fortsetter å øke, blir polymernettverket for tett og tett. Materialet mister sin elastisitet, blir stivt og får til slutt sprøbrudd når det utsettes for mindre påkjenninger. Du kan tenke deg et fiskegarn. Når nodene blir for mange og for tette, mister den sin fleksibilitet og bryter lett når den trekkes.
2. Hovedkjede-depolymerisering ("avviklings-"reaksjon)-prosess: Ved tilstrekkelig høy temperatur kan siloksan-hovedkjeden (-Si-O-) i seg selv brytes. Kjemisk reaksjon: Hovedkjeden brytes, og genererer sykliske oligomerer (som D3, D4, etc.) og andre små molekyler.
Konsekvens: Lengden på polymerkjeden forkortes og molekylvekten avtar. Dette fører direkte til en reduksjon i materialets mekaniske styrke. Når kjedet blir for kort, kan ikke materialet effektivt tåle belastningen og vil også bli sprøtt. Denne prosessen kan skje både i nærvær og fravær av oksygen, men den er spesielt viktig ved ekstremt høye temperaturer.
3. Tapsprosess av flyktige stoffer og myknere: Under produksjonen av silikongummi kan det være igjen noen lav-molekylære-siloksaner, eller noen tilsetningsstoffer kan tilsettes for å forbedre bearbeidbarheten. Under langvarig-høye temperaturer vil disse lav-molekylære-stoffene gradvis fordampe eller migrere ut.
Konsekvens: Til en viss grad spiller disse stoffene en rolle i innvendig smøring og mykning. Tapet deres vil føre til at materialet herder, krymper og blir sprøtt.
4. Termisk sykling og stresstretthet
prosess: Hvis det er hyppige kalde og varme sykluser i påføringsscenarioet, vil silikongummi stadig utvide seg og trekke seg sammen.
Konsekvens: Denne periodiske spenningen kan forårsake mikrosprekker i materialet. Under katalyse av høye temperaturer vil disse mikrosprekkene akselerere deres ekspansjon og tilkobling, og til slutt føre til makroskopisk sprø sprekkdannelse av materialet.