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橡胶的老化和预防

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橡胶的老化和预防


橡胶,同塑料、纤维并称为三大合成材料,是唯一具有高度伸缩性与极好弹性的高分子材料。橡胶的优良性能使得它成为工业上极好的减震、密封、屈挠、耐磨、防腐、绝缘以及粘接等材料,广泛用于航空航天、汽车、飞机轮胎和医疗卫生等领域。

然而,橡胶还是一种不饱和烯烃聚合物。据中南橡塑技术人员介绍,橡胶的这种特点是橡胶及其制品在加工、贮存和使用过程中易受到自身或外部因素的影响,从而结构或组分受到破坏,影响了使用价值和应用范围。这种现象被橡塑行业称作橡胶的老化(Rubber Aging)。天然橡胶的老化现象多种多样,如,生胶或制品表面发粘、变脆、变硬、龟裂、脱层和长霉;溶解性、流变性、耐热性和耐寒性发生变化;介电常数、表面电阻和导电率发生变化等。

橡言橡语为大家介绍了橡胶的老化现象、老化原因和预防办法的一些小知识,以让我们更加理性地了解橡胶老化现象,注意胶料、半成品、成品的防老化预防方法。

一、什么是橡胶的老化

橡胶的老化是一个不可逆的变化过程,其实质是橡胶的分子结构在天候、物理、化学以及生物等因素的作用下发生了氧化降解反应或结构化反应。降解反应使得橡胶分子的平均相对分子量下降,强度降低,性能下降;结构化反应则是进一步支化交联,也使橡胶的强度下降,表面硬化、龟裂而失去弹性。橡胶在老化过程中是以降解为主还是以结构化为主,主要取决于橡胶自身的结构和外界条件这两个方面的因素。为了防止橡胶老化变质,延长其使用寿命,除了对橡胶制品的使用、维护保养外,通常在橡胶的配合加工时都要相应加人防护剂,这类防护剂称为防老剂。

橡胶老化的类型分为:氧老化、臭氧老化、疲劳氧化,其中氧老化又细分为热氧老化和催化氧化(可分为光催化氧化和变价金属离子催化氧化)。

二、引起橡胶老化的原因

中南橡塑技术人员介绍引起橡胶老化的原因分为内因和外因。

内因:关键是橡胶的种类、分子结构和性能。

外因:分为物理因素,化学因素和其他因素。物理因素:热、光、机械应力(变形)、辐射等;化学因素:氧、臭氧、变价金属离子、化学介质等;其他因素:如微生物的作用等。

1、橡胶的耐老化性,首先取决于橡胶的品种、分子结构。凡不饱和橡胶(由其是二烯类橡胶)均为不耐热氧化的弹性体,凡饱和性橡胶均有优良的耐老化性。天然橡胶和一些通用合成橡胶每1000个碳原子就含有150个至250个双键,这些部位最容易发生化学反应,所以它们的热氧老化性能都不好,尤其是天然橡胶。橡胶热氧老化的祸根在于它的不饱和键上。而结构趋于饱和的硅橡胶、氟橡胶、丁基橡胶、乙丙橡胶、聚氨酯橡胶、丙烯酸酯橡胶等则属于耐热老化的弹性体。

2、引起橡胶老化的外部因素很复杂,其中氧、臭氧、热、光和机械应力是引起橡胶老化的主要原因,而热氧老化是造成橡胶老化的罪魁祸首。

1)氧

氧在橡胶中同橡胶分子发生游离基链锁反应,分子链发生断裂或过度交联,引起橡胶性能的改变。氧化作用是橡胶老化的重要原因之一。

2)臭氧

臭氧的化学活性比氧高得多,破坏性更大,它同样是使分子链发生断裂,但臭氧对橡胶的作用情况随橡胶变形与否而不同。当作用于变形的橡胶(主要是不饱和橡胶)时,出现....


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