橡胶老化的原因与CPE硫化剂

发布时间: 2012-11-19 14:16:11
橡胶老化的原因主要从两方面讲述,一是橡胶内部的原因,即橡胶分子结构,内部原因可经过CPE硫化剂硫化解决;另一种是外部的原因,如:空气、环境、水等相关因素。 ①内部因素(橡胶分子结构):橡胶分子结构影响橡胶老化原因主要有两方面:a.橡胶分子主链中的双键影响橡胶的老化 ;b.橡胶分子链中双键上的取代基影响橡胶的老化。 饱和碳链上的取代基影响橡胶的老化。饱和橡胶主链上连有一个烷基取代基时,原来碳原子上的氢由仲碳原子氢变为叔碳原子氢,使C-H键的解离能下降,氢原子的反应活性提高,CPE硫化剂硫化与热氧老化活性提高;当饱和碳链上的同一个碳原子连有两个烷基取代基(如聚异丁烯)时,在热氧老化过程中产生的自由基与饱和碳链分子发生异构化反应,生成具有较高活性的双键a-H,导致聚异丁烯在热氧老化过程中的反应性提高,比聚乙烯更易热氧老化。 当饱和链中有极性取代基时,由于极性取代基的吸电子与CPE硫化剂的作用,耐热氧老化性提高,因此丁腈橡胶的耐热氧老化性在二烯类橡胶中比NR、IR、BR及SBR都高。 ②外部因素 a. 氧  氧化作用是橡胶老化的重要原因之一。氧老化随氧分压的增加而增大。氧在橡胶中同橡胶分子发生自由基连锁反应,分子链发生断裂、CPE硫化剂硫化或过度交联,引起橡胶性能的改变。 b.温度  在老化过程中,温度起着加速橡胶老化的作用,提高氧扩散速率和活化氧化反应,从而加速橡胶氧化反应速率,有时也影响橡胶老化的机理。使用硫化剂进行硫化的橡胶,延迟橡胶老化的时间。 c. 臭氧  臭氧浓度也影响着龟裂增长速率,随着臭氧浓度的提高,龟裂增长速率提高。各种橡胶的臭氧老化龟裂时间均随臭氧浓度的提高而显著缩短,橡胶的品种不同,CPE硫化剂使用及龟裂程度也有差别。 d.光  对橡胶起破坏作用的是能量较高的紫外线。含胶率高的试样,两面会出现网状裂纹,即所谓“光外层裂”。经过CPE硫化剂硫化的橡胶,将延迟橡胶的老化。光波越短,能量越大。 e. 机械应力  在机械应力反复作用下,会使橡胶分子链断裂生成自由基,引发氧化链反应,形成力化学过程。机械断裂分子链和机械活化氧化过程哪个占优势,视其所处的条件而定。此外,在应力作用下容易引起臭氧龟裂。 f.水  橡胶在潮湿空气中、淋雨或浸泡在水中对,容易破坏,这是橡胶中的水溶性物质和亲水基团等成分被水抽提溶解、水解或吸收等原因引起的。特别是在水浸泡和大气暴露的交替作用下,会加速橡胶的破坏,进行氯化聚乙烯橡胶促进剂的作用,老化现象明显改善。但在某种情况下水分对橡胶则不起破坏作用,甚至有延缓老化的作用。 总之影响橡胶老化的因素很多,既有热、光、电、应力等物理因素和氧、臭氧、碱、盐及金属离子等化学因素,还有微生物、昆虫等生物因素。这些外界因素在橡胶老化过程中相互影响,加速橡胶老化进程,使其结构变化,性能下降,外观变化。而经过CPE硫化剂硫化的橡胶具有抗耐老化性能。 本文参考《橡胶技术问答-原料·工艺·配方篇》一书。 相关链接 烟台恒鑫化工集体游西安

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