大底橡膠老化技術(shù)分析原因解讀發(fā)布
一、什么是老化
在高分子材料的使用過(guò)程中, 由于受到熱、氧、水、光、微生物、化學(xué)介質(zhì)等環(huán)境因素的綜合作用, 高分子材料的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生一系列變化, 物理性能也會(huì)相應(yīng)變壞, 如發(fā)硬、發(fā)粘、變脆、變色、失去強(qiáng)度等, 這些變化和現(xiàn)象稱(chēng)為老化, 高分子材料老化的本質(zhì)是其物理結(jié)構(gòu)或化學(xué)結(jié)構(gòu)的改變。
二、什么是橡膠老化
橡膠及其制品在加工，貯存和使用過(guò)程中，由于受內(nèi)外因素的綜合作用而引起橡膠物理化學(xué)性質(zhì)和機(jī)械性能的逐步變壞，表面逐漸發(fā)生變色、噴霜、發(fā)軟、裂紋、發(fā)脆變硬等，同時(shí)橡膠的物理機(jī)械性能見(jiàn)底，強(qiáng)力、伸長(zhǎng)率等大幅度降低后喪失使用價(jià)值，這些現(xiàn)象叫做橡膠的老化。
橡膠用久之后，有的會(huì)發(fā)黏變軟，有的會(huì)硬化發(fā)脆。在日常生活中，我們經(jīng)常能看到有些用舊的輪胎側(cè)部產(chǎn)生溝溝坎坎的裂紋，專(zhuān)業(yè)上叫做龜裂。
三、橡膠老化因素有哪些
A)氧：氧在橡膠中同橡膠分子發(fā)生游離基鏈鎖反應(yīng)，分子鏈發(fā)生斷裂或過(guò)度交聯(lián)，引起橡膠性能的改變。氧化作用是橡膠老化的重要原因之一。
B)臭氧：臭氧的化學(xué)活性比氧高得多，破壞性更大，它同樣是使分子鏈發(fā)生斷裂，但臭氧對(duì)橡膠的作用情況隨橡膠變形與否而不同。當(dāng)作用于變形的橡膠時(shí)，出現(xiàn)與應(yīng)力作用方向垂直的裂紋，即所謂“臭氧龜裂”；作用于不變形的橡膠時(shí)，僅表面生成氧化膜而不龜裂。
C)熱：提高溫度可引起橡膠的熱裂解或熱交聯(lián)。但熱的基本作用還是活化作用。提高氧擴(kuò)散速度和活化氧化反應(yīng)，從而加速橡膠氧化反應(yīng)速度，這是普遍存在的一種老化現(xiàn)象——熱氧老化。
D)光：光波越短、能量越大。對(duì)橡膠起破壞作用的是能量較高的紫外線。紫外線除了能直接引起橡膠分子鏈的斷裂和交聯(lián)外，橡膠因吸收光能而產(chǎn)生游離基，引發(fā)并加速氧化鏈反應(yīng)過(guò)程。紫外線光起著加熱的作用。光作用其另一特點(diǎn)是它主要在橡表面進(jìn)生。含膠率高的試樣，兩面會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)狀裂紋，即所謂“光外層裂”。
E)機(jī)械應(yīng)力：在機(jī)械應(yīng)力反復(fù)作用下，會(huì)使橡膠分子鏈斷裂生成游離基，引發(fā)氧化鏈反應(yīng)，形成力化學(xué)過(guò)程。機(jī)械斷裂分子鏈和機(jī)械活化氧化過(guò)程。哪個(gè)能占優(yōu)勢(shì)，視其所處的條件而定。此外，在應(yīng)力作用下容易引起臭氧龜裂。
F)水分：橡膠在潮濕空氣淋雨或浸泡在水中時(shí)，容易破壞，這是由于橡膠中的水溶性物質(zhì)和清水基團(tuán)等成分被水抽提溶解。水解或吸收等原因引起的，特別是在水浸泡和大氣曝露的交替作用下，會(huì)加速橡膠的破壞。但在某種情況下水分對(duì)橡膠則不起破壞作用，甚至有延緩老化的作用。
G)其它：對(duì)橡膠的老化因素還有化學(xué)介質(zhì)、變價(jià)金屬離子、高能輻射、電和生物等。
四、生產(chǎn)生活中怎么預(yù)防和規(guī)避橡膠老化
橡膠的老化雖然不可能完全避免，但是可以延緩，方便有效的措施就是加入防老劑。橡膠的防老劑主要有自由基抑制劑、光穩(wěn)定劑、抗臭氧劑、有害金屬抑制劑、過(guò)氧化物分解劑等防老劑。防老劑防老的原理主要是以防止橡膠發(fā)生自由基反應(yīng),并停止橡膠自由基鏈鎖反應(yīng),防老化劑可以產(chǎn)生過(guò)氧化物, 并分解成穩(wěn)定的化合物,使橡膠的內(nèi)部結(jié)構(gòu)處于穩(wěn)定的狀態(tài), 抑制橡膠出現(xiàn)老化的現(xiàn)象。防老劑的作用或者性能主要決定于它的結(jié)構(gòu), 不同的置換基,其可以產(chǎn)生不同的效果。防老化劑按種類(lèi)來(lái)分,可以分為酚類(lèi)、硫脲類(lèi)、胺類(lèi)以及二硫代氨基甲酸鎳類(lèi)等。不同種類(lèi)的防老化劑,存在著不同的性能,其耐臭氧性、耐熱性、抗有害金屬老化性以及耐屈撓龜裂性會(huì)有所不同,因此可以依據(jù)不同的性能來(lái)選擇防老劑的種類(lèi)。此外，防老劑還具備加和性的特點(diǎn)，因此，在實(shí)際應(yīng)用中，我們可以選擇幾種不同性能的防老劑，實(shí)施合并使用,達(dá)到橡膠防老化的目的。
防止橡膠的老化,除了添加防老劑外,還可以添加其它一些具有防老化作用的物質(zhì),比如,在天然橡膠中,添加鋁粉。天然橡膠在添加鋁粉后,其在出現(xiàn)熱老化后,依然可以保持良好的機(jī)械性能。