橡膠在熱氧老化過程:橡膠在熱氧老化過程中的結構變化可分為二類:一類是以分子鏈降解為主的熱氧老化反應(裂解化);二類是以分子鏈之間交聯為主的熱氧老化(結構化)。
天然橡膠等含有異戊二烯橡膠、丁基橡膠、二元乙丙橡膠、均聚型氯醇橡膠及共聚氯醇橡膠等。這類橡膠在發生熱氧老化后的外觀表現為變軟、發粘。
順丁橡膠含有丁二烯的橡膠在熱氧老化過程中,發生的主要是交聯反應,類似的橡膠品種還有NBR/ SBR/CR/ ERDM/FPM / CSM等。這類橡膠在發生熱氧老化后的外觀表現為變硬、變脆。
外觀表現:
性能表現:
(1)物化性如密度、Tg、導熱、耐溫性、折光率、透氣透水性、溶脹性等改變
(2)物理機械性能如強度下降、伸長率降低、耐磨性、耐疲勞性、彈性變差、硬度變化明顯等。
(3)電性能如電絕緣性變差,體積電阻率、介電常數、介電損耗、擊穿電壓等改變。
機構表現:
(1)分子鏈斷裂為主(外觀變軟發粘)
(2)分子鏈交聯為主(外觀變硬發脆)
(3)主鏈或側鏈改性(共軛二烯、三烯,多硫鍵斷裂)
(4)側基脫落(特種橡膠)
(5)羰基及小分子形成(變色的原因)
橡膠的老化機理:
熱和氧參與的老化遵循自由基連鎖反應機理。
重金屬離子催化氧化機理:膠和助劑中的重金屬離子、鹽霧
二價的銅、錳、鈷、鎳、鐵等離子,濃度超過3ppm,加速橡膠老化。這些離子與老化過程中產生的ROOH生成不穩定的配位絡合物,再通過電子轉移的氧化還原原理,使ROOH分解成自由基,相當于ROOH雙分子分解,從而引起吸氧速度大大加快,產生催化氧化作用。
在膠料中添加金屬離子鈍化劑,如RD、MB、四亞水楊基四(氨基甲基)甲烷等可抑制金屬離子催化氧化作用。
橡膠老化的防護方法有哪些?由于橡膠的老化是一種復雜的綜合化學反應過程,而且要絕對防止橡膠老化是不可能的,可采取適當的措施,延緩橡膠老化的速度,從而達到延長橡膠使用壽命的目的。防老化措施主要有物理防護及化學防護法。
物理防護方法:
1.表面涂層
2加防護蠟
3.橡膠并用或橡塑共混
4.配方設計提升性能
化學防護方法:
1.抗氧劑:對苯二胺、酮胺、對苯胺、硫代雙酚、受阻酚、含硫類及并用
2.抗臭氧劑:對苯二胺+防護蠟 抗疲勞劑:對苯二胺、酮胺、對苯胺、硫代雙酚 3.金屬離子催化氧化:RD、MB 光穩定劑:炭黑、鈦白粉等顏料,二苯甲酮等。