การบวมตัวของผลิตภัณฑ์ซีลยาง

ตามความรู้ของเคมีอินทรีย์ ตัวทำละลายอินทรีย์สามารถจับกับสารอินทรีย์โมเลกุลขนาดใหญ่ แต่โมเลกุลขนาดใหญ่บางตัวไม่สามารถละลายได้ง่าย พวกมันจะดูดซับโมเลกุลของตัวทำละลายและขยายปริมาตรของพวกมัน โมเลกุลขนาดใหญ่ที่ชอบน้ำจะดูดซับโมเลกุลของน้ำและการขยายตัวของปริมาตรซึ่งเรียกว่าการบวมตัวของสารขั้วโลก อาการบวมสามารถอธิบายได้จากหลักการของการละลายที่คล้ายกัน พวกมันจะมีความสามารถในการละลายร่วมกันเมื่อสัมผัสหรืออยู่ภายใต้ความดันและอุณหภูมิที่แน่นอน แต่ไม่มีอะไรเกี่ยวข้องกับแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุล

คุณสมบัติการบวมตัวเป็นหนึ่งในคุณสมบัติทั่วไปของยางหรือโพลีเมอร์ ในตัวทำละลายบางชนิด ยางเชื่อมขวางหรือโพลีเมอร์อื่นๆ โดยทั่วไปจะไม่ละลาย แต่โมเลกุลของตัวทำละลายจะเข้าไปในช่องว่างของสายโซ่โพลีเมอร์และเพิ่มปริมาตรระหว่างส่วนต่างๆ ดังนั้นปริมาตรของโพลีเมอร์จะขยายตัวเนื่องจากการขยายตัวของ พอลิเมอร์ และบวม หลังจากที่ยางบวม สมบัติทางกลทั่วไปจะลดลงอย่างมาก อาการบวมเป็นคุณสมบัติที่สำคัญมากของยาง ดังนั้นยางควรพยายามหลีกเลี่ยงการสัมผัสกับตัวทำละลายที่มีขั้วคล้ายกัน

คุณสมบัติการบวมตัวของยางมีสองประเภท: (1) การบวมแบบไม่จำกัด: พอลิเมอร์เชิงเส้นละลายในตัวทำละลายที่ไม่เป็นพิษเป็นภัยและสามารถดูดซับตัวทำละลายได้โดยไม่มีขีดจำกัดจนกว่าจะละลายเป็นสารละลายที่เป็นเนื้อเดียวกัน ดังนั้นการละลายยังสามารถเห็นได้จากการบวมตัวของพอลิเมอร์อย่างไม่สิ้นสุด ตัวอย่างเช่น ยางธรรมชาติจะพองตัวในน้ำมันเบนซิน (2) สำหรับโพลีเมอร์แบบเชื่อมขวางและโพลีเมอร์เชิงเส้นในตัวทำละลายที่ไม่ดี การบวมสามารถทำได้ในระดับหนึ่งเท่านั้น ไม่ว่าจะสัมผัสกับตัวทำละลายนานแค่ไหน ปริมาณของตัวทำละลายที่หายใจเข้าไปจะไม่เพิ่มขึ้น แต่จะไปถึงสมดุล และระบบจะคงสถานะสองเฟสไว้เสมอ ตัวอย่างเช่น ยางไนไตรล์ (ซึ่งเป็นยางสังเคราะห์) สามารถบวมตัวได้ในสารละลายอินทรีย์ไดเมทิลอีเทอร์ที่เป็นของเหลว

กลไกการบวมของยางไนไตรล์ในสารละลายอินทรีย์ไดเมทิลอีเทอร์ที่เป็นของเหลวสามารถเข้าใจคร่าวๆ ได้ดังนี้ เมื่อวาล์วของกระบอกสูบเปิดออก ไดเมทิลอีเทอร์ที่เป็นของเหลวในขวดจะสัมผัสกับวงแหวนยางไนไตรล์ในวาล์ว และยางไนไตรล์จะบวม ; เมื่อปิดวาล์วกระบอกสูบ ด้านในของวาล์วจะค่อยๆ "แห้ง" คุณสมบัติการบวมของ NBR จะค่อยๆ ลดลง และปริมาตรของยางจะลดลง , ยางไนไตรล์ได้ผ่านวงจรความเค้น "บวม-หดตัว" หลายครั้ง ความเค้นของยางลดลง การเสื่อมสภาพจะเร็วขึ้น และในที่สุดความยืดหยุ่นของยางก็ล้มเหลวและประสิทธิภาพการซีลลดลง ส่งผลให้วาล์วรั่วในอากาศ