Krtost silikonske gume na 250 stupnjeva nije njezina "normalna" manifestacija, već prije rezultat njezinog mehanizma starenja pod određenim uvjetima.
Općenito, silikonska je guma poznata po svojoj otpornosti na toplinu, s -dugoročnim radnim temperaturama koje se obično kreću od -60 stupnjeva do 200-230 stupnjeva. Kada temperatura poraste do gornje granice od 250 stupnjeva ili više, nekoliko glavnih procesa starenja će se ubrzati, što će na kraju dovesti do krtosti. Temeljni uzrok krhkosti leži u nepovratnoj kemijskoj degradaciji glavnog lanca i bočnih skupina polimera silikonske gume. Slijedi nekoliko osnovnih mehanizama koji dovode do krtosti
1. Proces oksidacije bočne skupine (glavni mehanizam): Najčešća vrsta silikonske gume je metil vinil silikonska guma. Na visokim temperaturama kisik u zraku napast će metilne skupine (-CH₃) na bočnim lancima polimera. Kemijska reakcija: Metilna skupina se oksidira, prvo formirajući hidroksilnu skupinu (-OH), koja se zatim može križno -povezati ili generirati druge okside. Ovaj proces stvara dodatne točke umrežavanja (oksidativno umrežavanje) između molekularnih lanaca.
Posljedica: Kako se broj dodatnih točaka umrežavanja povećava, polimerna mreža postaje pretjerano gusta i tijesna. Materijal gubi svoju elastičnost, postaje krut i na kraju podliježe krhkom lomu kada je izložen manjem naprezanju. Možete zamisliti ribarsku mrežu. Kad mu čvorova postane previše i postane pregust, gubi fleksibilnost i lako se lomi pri povlačenju.
2. Proces depolimerizacije glavnog lanca (reakcija "odmotavanja"): Na dovoljno visokoj temperaturi, sam glavni lanac siloksana (-Si-O-) može puknuti. Kemijska reakcija: Glavni lanac se prekida, stvarajući cikličke oligomere (kao što su D3, D4, itd.) i druge male molekule.
Posljedica: Duljina polimernog lanca se skraćuje, a molekulska masa smanjuje. To izravno dovodi do smanjenja mehaničke čvrstoće materijala. Kada lanac postane prekratak, materijal ne može učinkovito podnijeti naprezanje i također će postati krt. Ovaj se proces može dogoditi i u prisutnosti i u odsutnosti kisika, ali je posebno značajan pri ekstremno visokim temperaturama.
3. Proces gubitka hlapljivih tvari i plastifikatora: Tijekom proizvodnje silikonske gume, neki -molekularni-siloksani mogu ostati ili se mogu dodati neki aditivi za poboljšanje obradivosti. Pod dugotrajnim-visokim temperaturama, ove-molekularne-tvari postupno će ispariti ili migrirati.
Posljedica: U određenoj mjeri ove tvari igraju ulogu u unutarnjem podmazivanju i plastificiranju. Njihov gubitak uzrokovat će otvrdnjavanje materijala, skupljanje i krhkost.
4.Termički ciklusi i zamor od stresa
proces: Ako postoje česti hladni i vrući ciklusi u scenariju primjene, silikonska guma će se stalno širiti i skupljati.
Posljedica: ovo periodično naprezanje može uzrokovati mikropukotine unutar materijala. Pod katalizom visokih temperatura, ove mikropukotine će ubrzati svoje širenje i povezivanje, što će na kraju dovesti do makroskopskog krhkog pucanja materijala.