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橡胶的氧化类型有哪些以及如何防护橡胶老化

时间:2022/4/22 浏览次数:2389次 【返回】

橡胶的氧化类型有哪些?

一、橡胶的热氧化

    什么是橡胶的热氧化?

  橡胶或橡胶制品在贮存或使用过程中,因同时受到热和空气中氧的作用面发生老化的现象称为热氧老化。

   影响橡胶热氧老化的因素有哪些?

1.生胶分子结构的影响。

  橡胶分子结构不同,发生氧化的位置不同,受氧化的难、易不同,氧化速度不同,氧化过程中产生的结构变化不同,氧化产物也不同。

2.硫化的影响

 绝大多数橡胶是在硫化以后被使用的,橡胶硫化以后不仅生成体型网络结构,也使橡胶的化学组成发生了变化。交联键、配合剂相互反应生成的网络外物质以及硫化生成的变异结构等,都会影响橡胶的氧化行为。

3.橡胶的热稳定性

 橡胶的耐高温性不仅取决于它的耐氧化能力,还取决于它的热稳定性。所谓热稳定性是指橡胶耐高温降解的能力。

  橡胶在高温下发生降解的难易主要取决于橡胶分子链上化学键的解离能高低,也取决于交联键高能的高低。

二、橡胶的臭氧老化

   臭氧是导致橡胶在大气中发生老化的一个重要因素。臭氧比氧更活泼,因而它对橡胶尤其是不饱和橡胶的侵袭比氧严重得多。

三、橡胶的疲劳氧化

  橡胶试样或制品在周期性应力和变形作用下出现损坏或发生不可逆的结构和性能的变化现象称为疲劳老化。

四、有害金属离子的催化氧化

所谓有害金属离子是指能对橡胶的氧化反应起催化作用的变价金属离子,如铜、锰、钴、镍、铁等离子。这些金属离子以金属氧化物、盐或有机金属化合物形式存在于橡胶之中,它们来自生胶本身及其橡胶制品的加工和制品的使用等过程,虽然它们的含量极微,但对橡胶造成的危害却是不可忽视的。

五、橡胶的光氧老化

   橡胶制品在户外使用过程中,因受大气中各种环境因素的作用发生的老化称为天候老化。在天侯老化中,光氧老化是主要老化形式,它是橡胶吸收了太阳的紫外光后引发氧化反应的结果。

六、橡胶的生物老化

   橡胶或其他高分子材料由生物因素和微生物(霉菌和细菌)、海生生物及昆虫等引起的老化破坏称为生物老化。

       如何防护橡胶老化?

1.橡胶热氧化的防护

   橡胶的热氧化反应是按照自由基链式反应机理进行的,反应的活性中心是R.和R00.,自动催化作用来源于ROOH的不断积累和分解。因此想要抑制氧化的进行可以采取两个方法,一是终止已经生成的活性自由基,使它不能进行链传递反应;二是分解不断生成的ROOH,防止它产生新的引发自由基。

  抗氧剂既具有终止活性自由基的功能又具有分解过氧化氢物的功能,也会产生协同效应,这种协同效应称为自由协同效应。

2.橡胶臭氧老化的防护方法

1)物理防护的作用及其机理

    所谓物理防护法就是在橡胶制品表面喷涂一层石蜡,以形成防护膜;或者在胶料中添加石蜡使其喷出橡胶表面,阻止臭氧与橡胶接触的方法。

2)化学防护的作用及其机理

    所谓化学防护就是利用向橡胶中添加的有机化合物,借助化学反应起到防护橡胶臭氧老化的方法。

3.橡胶疲劳老化的防护

    橡胶的疲劳老化是因动态应力和应变而起,因此解决疲劳老化的防护首先要从制品胶料配方的设计入手,使硫化胶在满足综合使用性能要求的前提下,尽量提高拉伸强度、撕裂强度和拉断伸长率,使橡胶在形变条件下具有较高的抗裂口产生和抗裂口增长强度。其次是向胶料中添加能够抑制屈挠龟裂产生和增长的防老剂。防老剂AW、RD、BLE等是有效的屈挠-龟裂防老剂。具有优异的抗臭氧老化的对苯二胺类防老剂尤其是防老剂4010NA、4020也有很好的抗疲劳老化的作用。这些屈挠龟裂防老剂改善了橡胶疲劳过程中结构变化的稳定性,特别是在高温条件下,它们能阻碍机械力活化氧化的进行,从而改善了橡胶的耐疲劳性。

 4.有害金属离子的防护

    抑制金属离子对橡胶氧化的催化作用,最常用的方法是向胶料中添加金属离子钝化剂,它能以最大配位数与金属离子结合成配位络合物,使之失去促使ROOH成自由基的作用。

5.光氧老化的防护

    防止橡胶发生光老化的办法是向胶料中添加光稳定剂。

常用的光稳定剂有哪些?

1)光屏蔽剂

2)紫外线吸收剂

3)能量转移剂。

6.生物老化的防护

   在胶料中添加防霉剂和防蚁剂。防霉剂是一些有机氯化物、有机铜化物和有机锡化物,能破坏霉菌的细胞结构或活性,从而起到杀死或抑制霉菌生长和繁殖的作用。防蚁剂也是有机氯化物,同时也是农业用杀虫剂。

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