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橡胶的臭氧老化与防护

【发布时间:2016-12-08】 【阅读次数/50】

编辑:徐寿华     来源:橡胶板技术网

     橡胶暴露在空气中,随着时间的流逝,橡胶的表面慢慢会出现细微的裂痕,这就是橡胶的龟裂老化现象。天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶等不饱和橡胶在大气中暴露几十天便出现龟裂老化现象。龟裂出现后,橡胶会加速老化,由表及里,裂口慢慢的增长,导致了橡胶失去了使用的价值。臭氧是导致橡胶在大气中发生老化的一个重要因素。臭氧比氧更加活泼,因而它对橡胶尤其是不饱和橡胶的侵袭比氧严重的多。
 
橡胶臭氧化反应机理:
     当臭氧接触橡胶表面时,臭氧与橡胶分子发生化学反应,此时在橡胶的表面生成一层银白色的没有弹性的薄膜,只要没有外力使薄膜龟裂,橡胶将不再继续臭氧化。如若对已经臭氧化的橡胶拉伸或使其产生动态变形,生成的臭氧化薄膜将出现龟裂,露出新的橡胶表面又会与臭氧发生反应,这使得裂纹继续增长。另外裂纹出现后由于基部有应力集中,所以更容易加深裂纹进而形成裂口。裂纹的方向垂直于应力方向,一般在小应变力只有少量裂纹出现,裂纹方向清晰可辩,当橡胶多方向受力时则很难辩出裂纹方向。
 
     大气中的臭氧是由氧分子吸收太阳光中的短波紫外光后,分解出的氧原子重新与氧分子结合而成的。在距地球表面20-30KM的高空中存在一层浓度约为5×10-6的臭氧层,随着空气的垂直流动臭氧被带到地球表面,臭氧的浓度由高空到地面逐渐降低。另外,在紫外光集中的场所、放电场所所以及电动机附近,尤其是产生电火花的地方都会产生臭氧。通常大气中的臭氧浓度是0~5×10-8。地区不同,臭氧的浓度不同;季节不同,臭氧的浓度也不同。虽然地面附近的臭氧浓度很低,但对橡胶造成的危害却是不容忽视的。
 
橡胶臭氧老化的防护方法:  
     由于臭氧与橡胶的反应是在橡胶表面进行的,在表面设置屏障防止臭氧与橡胶接触是人们防护橡胶臭氧老化最早采用的方法即物理防护法。多年的实践发现,物理防护法只是满足橡胶制品的静态使用。对动态使用的橡胶制品几乎没有意义,化学防护法才是最有效的。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?;つ?;或者在胶料中添加石腊使其喷出橡胶表面,阻止臭氧与橡胶接触的方法。用于防臭氧的蜡有石蜡和微晶蜡?;Х阑しň褪抢孟蛳鸾褐刑砑拥挠谢衔?,借助化学反应起到防护橡胶臭氧老化的方法。具有这种功能的有机化合称为化学抗臭氧剂。实践发现胺类抗氧剂也具有抗臭氧的作用,酚类抗氧剂除个别品种外则不具有这种作用。关于抗臭氧剂的作用机理,目前还没有统一的说法,许多学者根据自己的研究结果提出的机理往往存在一定的局限性,这些机理包括:清除剂理论、防护膜理论、缝合理论、自愈合理论。

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