شکنندگی لاستیک سیلیکونی در 250 درجه یک تظاهرات "عادی" آن نیست، بلکه نتیجه مکانیسم پیری آن در شرایط خاص است.
به طور کلی، لاستیک سیلیکونی به دلیل مقاومت در برابر حرارت خود مشهور است، با دمای خدمات طولانی مدت معمولاً از -60 درجه تا 200-230 درجه. هنگامی که دما تا حد بالای 250 درجه یا بالاتر افزایش می یابد، چندین فرآیند اصلی پیری تسریع می شود و در نهایت منجر به شکنندگی می شود. علت اصلی شکنندگی در تخریب غیرقابل برگشت شیمیایی زنجیره اصلی و گروه های جانبی پلیمر لاستیک سیلیکونی نهفته است. در زیر چندین مکانیسم اصلی وجود دارد که منجر به شکنندگی می شود
1. فرآیند اکسیداسیون گروه جانبی (مکانیسم اصلی): رایج ترین نوع لاستیک سیلیکونی، لاستیک متیل وینیل سیلیکون است. در دماهای بالا، اکسیژن موجود در هوا به گروه های متیل (-CH3) در زنجیره های جانبی پلیمرها حمله می کند. واکنش شیمیایی: گروه متیل اکسید می شود، ابتدا یک گروه هیدروکسیل ({4}}OH) تشکیل می شود، که سپس ممکن است متقاطع- یا اکسیدهای دیگری تولید کند. این فرآیند نقاط اتصال عرضی اضافی (پیوند متقابل اکسیداتیو) بین زنجیره های مولکولی را تشکیل می دهد.
نتیجه: با افزایش تعداد نقاط اتصال عرضی اضافی، شبکه پلیمری بیش از حد متراکم و سفت می شود. این ماده خاصیت ارتجاعی خود را از دست می دهد، سفت می شود و در نهایت در اثر فشار جزئی دچار شکستگی شکننده می شود. می توانید یک تور ماهیگیری را تصور کنید. هنگامی که گره های آن بیش از حد زیاد و متراکم می شود، انعطاف پذیری خود را از دست می دهد و به راحتی می شکند.
2. فرآیند پلیمریزاسیون زنجیره اصلی (واکنش "بازکردن"): در دمای به اندازه کافی بالا، زنجیره اصلی سیلوکسان (-Si-O-) خود ممکن است شکسته شود. واکنش شیمیایی: زنجیره اصلی شکسته می شود و الیگومرهای حلقوی (مانند D3، D4 و غیره) و سایر مولکول های کوچک تولید می شود.
نتیجه: طول زنجیره پلیمر کوتاه شده و وزن مولکولی کاهش می یابد. این به طور مستقیم منجر به کاهش مقاومت مکانیکی مواد می شود. وقتی زنجیره خیلی کوتاه شود، ماده نمی تواند به طور موثر استرس را تحمل کند و همچنین شکننده می شود. این فرآیند می تواند هم در حضور و هم در غیاب اکسیژن رخ دهد، اما به ویژه در دماهای بسیار بالا بسیار مهم است.
3. فرآیند از بین رفتن مواد فرار و نرم کننده ها: در طول تولید لاستیک سیلیکونی، ممکن است مقداری سیلوکسان-مولکولی- کم وزن باقی بماند، یا ممکن است برخی مواد افزودنی برای بهبود فرآیند پذیری اضافه شود. تحت دماهای بالا-درازمدت، این مواد با وزن مولکولی کم به تدریج تبخیر می شوند یا به بیرون مهاجرت می کنند.
نتیجه: این مواد تا حدی در روانکاری داخلی و پلاستیک سازی نقش دارند. از دست دادن آنها باعث سخت شدن، جمع شدن و شکننده شدن مواد می شود.
4. دوچرخه سواری حرارتی و خستگی استرس
فرآیند: اگر چرخه های سرد و گرم مکرر در سناریوی کاربرد وجود داشته باشد، لاستیک سیلیکونی دائما منبسط و منقبض می شود.
نتیجه: این استرس دوره ای می تواند باعث ایجاد ریزترک در مواد شود. تحت کاتالیز دماهای بالا، این ریزترک ها انبساط و اتصال خود را تسریع می کنند و در نهایت منجر به ترک خوردگی شکننده ماکروسکوپی مواد می شوند.