1.前言
  管道材料的使用壽命是設計、建設及投資部門十分關切的問題，管線的使用壽命要達到50年以上，顯然構成管線的管子及接口密封膠圈的使用壽命則直接關系到管線的使用壽命，否則將會造成投資損失。在這里我們撇開管子的使用壽命問題，依據橡膠制品的機理，探討管子接口膠圈的使用壽命、自檢方法、規(guī)模生產優(yōu)勢以資供水界的同仁商榷。
  2.膠圈的制造技術
  2.1原材料
  生產膠圈的原材料主要有生橡膠和配合劑兩大類。
  ①. 生橡膠
  生橡膠的品種非常多，性質、價位的差異非常大;作為輸送飲用水的管線接口膠圈，其生橡膠一般選用天然橡膠或合成橡膠的比較多。如用于嚴寒地區(qū)或熱帶地區(qū)應考慮使用三元乙丙橡膠。
  ②. 配合劑
  配合劑的品種更多，性質、價位差別更大;同一型號的配合劑進口的要幾十萬元/噸，低檔的國產貨幾千元/噸就能買到。具體配合的要求，應依據選用的生橡膠及輸送流體的性質而定。很多通用的配合劑均適用于各類橡膠，而各類橡膠也有不少專用的配合劑。飲用水管的膠圈還要是無毒無污染的原材料，且應符合涉及飲用水衛(wèi)生安全產品的衛(wèi)生標準。
  2.2生產工藝
  對要求使用壽命長的膠圈設計、生產工藝時應盡可能地降低膠料的壓縮永久變形、壓縮應力松馳;提高膠料的老化系數;提高膠料的耐熱、耐寒、耐水性能。這種工藝生產的產品能大大改善膠料的耐磨性、耐熱性、耐候性、抗溶脹性和耐老化性等，使膠圈品質大幅度提高。
  3.影響膠圈使用壽命的主要因素
  膠圈的使用壽命主要取決于它的抗老化性能。橡膠是高彈性體，分子結構不飽和，易與空氣中的臭氧、氧及其它活性物質發(fā)生化學反應，造成橡膠分子鏈斷裂，交聯等老化現象，從而使產品失去彈性，導致密封失效。
  橡膠的老化可分為、氧老化、熱老化、臭氧老化、光效應老化、變形及應力老化、重金屬催化、氧化老化、水解老化、以及霉菌的侵蝕等幾大類。
  3.1氧化老化
  ①.氧老化
  氧可使橡膠分子鏈氧化斷裂，破壞橡膠分子的交聯結構。氧對橡膠的老化反應首先是氧氣在熱因素影響下，在橡膠分子的雙鍵及其雙鍵附近發(fā)生反應，形成過氧化物。然后過氧化物分解成為橡膠的氧化物，同時放出活性氧，致使橡膠分子斷裂。活性氧又與其他橡膠分子化合重新形成過氧化物，這樣周而復始地進行連鎖反應。由于這種反應，橡膠分子鏈的斷裂降解，使橡膠發(fā)粘、變軟。另外，在氧化過程中也會使橡膠分子產生活性基，使橡膠分子進行交聯，其結果導致橡膠交聯密度逐漸增加，橡膠變硬、變脆失去彈性。上述的降解及交聯情況在整個氧化過程中都會發(fā)生，只不過有的橡膠以斷鏈為主，有的橡膠則以交聯占優(yōu)勢，這主要取決于橡膠的類型。其他催化橡膠氧化反應的因素有熱、紫外線、重金屬離子及機械應力作用等。
  ②.熱老化
  熱引起上述氧化連鎖反應，并加速其進行，它對氧化的影響很大。橡膠制品不論外部受熱或因連續(xù)變形引起內部升溫，對其老化都有影響。一般來講，溫度每升高10℃，氧化速度約增加1倍左右。當溫度高達120℃以上時，氧化速度就已相當迅速，如橡膠制品在100℃時的氧化速度至少是20℃時的256倍。因此在常溫下橡膠制品可用幾年，在100~200℃下，則幾個月甚至幾天就失去彈性和強度。而在沒有氧氣的環(huán)境下，橡膠制品在200℃的高溫下，也能使用較長時間。
  ③.光老化
  光也會加速氧化反應，橡膠吸收光能以后形成活性基，活性基與氧進行氧化反應。因此在光能的作用下橡膠的老化現象也是很明顯的。引起橡膠光老化的，主要是波長小于400μm的紫外線。紫外線除加速氧化作用外，還能引起橡膠的異構化，也會直接引起橡膠的斷鏈和交聯，引起橡膠制品表面失去彈性或發(fā)脆，產生龜裂。所以避免陽光照射，就可以防止龜裂。如使用條件無法避免陽光照射，應在制品中添加能噴到表面的紫外線吸收劑。這一點，對于暴露于野外并有可能直接受到陽光照射的橡膠制品是必須要考慮的，尤其對于烯烴類的普通橡膠則尤為重要。因此，膠圈在使用以前，在貯存，運輸等過程中，應最大限度地避免光的照射。
  紫外線以及受熱引起的老化，都與氧氣的存在有很大的關系，但在氧氣不多的土壤中和水中，通常意味著老化進行得極為緩慢。
  3.2 臭氧老化
  臭氧是一種強的氧化劑;臭氧的氧化作用，是橡膠老化的一個相當重要地因素。雖然地球表面層的臭氧量濃度并不高，但對長期伸長、壓縮變形條件下的橡膠制品，其老化作用特別明顯。臭氧的活性比氧高，它對橡膠的作用大體是先在橡膠的雙鍵外生成臭氧化物，而后分解使橡膠分子斷裂，具體表現為橡膠制品表面龜裂。如果不存在伸長、壓縮變形等情況，則臭氧化物就發(fā)生分解而生成氧化物，造成制品外表出現類似噴霜的現象，又叫做‘泛白’，這一現象一般發(fā)生在濕熱氣候條件下。
  3.3變形及應力老化
  橡膠制品的機械變形或連續(xù)曲折變形，能引起橡膠結構物理的和化學的復雜變化，從而改變橡膠的物理機械性能。橡膠受外力的作用能加速其氧化作用，橡膠在多次變形中氧化速度會大大提高。橡膠制品長期在拉伸或壓縮應力作用下，產生的拉伸或壓縮應力松馳，也是橡膠制品失效的一個十分重要因素。
  3.4化學腐蝕
  化學元素介質能引起橡膠化學結構發(fā)生不可逆變化。這類介質包括強氟化劑、無機酸、無機堿、無機鹽和鹵化物等。硫化膠在腐蝕性能介質中的膨脹是不可逆和不平衡的。化學腐蝕介質是一種多組分體系，每一組分在膨脹聚合物中的擴散速度和含量相差很大。硫化膠在化學腐蝕中會產生交聯結構的降解。
  橡膠的耐腐蝕性能主要取決于橡膠的飽和性和取代基性質。具有高度飽和結構、不存在活潑取代基、或活潑部分被穩(wěn)定均可提高橡膠的耐腐蝕性。分子間力強、分子排列緊密、定向和結晶等也都可提高對腐蝕介質的穩(wěn)定性。