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橡胶光氧老化防护的办法

【发布时间:2016-11-15】 【阅读次数/70】

编辑:徐寿华     来源:橡胶板技术网

     上一篇我们讲到了橡胶和橡胶制品在贮存和使用过程中,因受到外部分环境因素的影响和作用出现老化。老化的因素很多,有橡胶的热氧老化、臭氧老化、疲劳老化、光氧老化、生物老化等。橡胶制品在户外使用过程中,因受大气中短程环境因素的作用发生的老化称为天候老化。在天候老化中,光氧老化是主要的老化形式,它是橡胶吸收了太阳的紫外线后引起氧化反应。
 
     太阳光的光谱按照波长分为紫外线、可见光和红外线三个光环。当紫外线照射到橡胶表面并被吸收后,其分子链会被切断,引起光氧反应。天然橡胶和二烯类合成橡胶对光照尤其敏感,易发生光氧老化,故它们不适合作用高层楼房顶部敷设的防水材料。三元乙丙橡胶具有优秀的耐天老化性,对大气条件下的氧、热、臭氧、紫外线、光、风、雨、雷电、雾等的联合作用有很好的耐受性,可作为房顶的防水材料使用。
 
     橡胶吸收高能量的紫外线后,其大分子将进入激发态或发生化学键断裂,光也能激发氧分子,在大气中氧的存在下发生自由链式的光氧化反应,光氧化机理与一般氧化基本相同,不同之处在于链引发阶段。
 
     橡胶的结构不同,对紫外光线稳定性不同,发生光氧化的过程也不完全相同,不饱和碳链橡胶板光稳定性不好,饱和橡胶稳定性高的多。合成橡胶存在的一些诸如催化剂残渣、添加剂以及由于聚合和加工过程的热氧老化作用产生的过氧化氢物等杂质,都会吸收紫外线,加重橡胶的光氧化。丁苯橡胶含有苯环,当受光辐照时,主链结构电子呈激发态会移向苯环,并且苯环电子的激发能可部分转化为热量放出,缓和了主链的激发程度而使丁苯橡胶显示较高的光稳定性。
 
光氧老化的防护
     防止橡胶板发生光老化的办法是向胶料中添加光稳定剂。常用的光稳定剂有光屏蔽剂、紫外线吸收剂和能量转移剂等。

1、光屏蔽剂 光屏弊剂是一些颜料,颜料使橡胶着色后,就能够反射紫外光,使之不能进入橡胶板内部,这如同在橡胶板和光之间设置了一层屏障,因而能够避免光老化。炭黑、氧化锌、钛白、镉红等无机颜料和某些有机颜料等都可以用作光屏蔽剂,炭黑是最好的光屏蔽剂。

2、紫外线吸收剂 紫外线吸收剂是光稳定剂中最主要的一类,按照它们的化学结构,分为水杨酸苯酯、邻羟基二苯甲酮、邻羟基苯并三唑几类。其中二苯甲酮类又是最重要和应用最广泛的紫外线吸收剂。

3、能量转移剂(淬灭剂) 能量转移剂也叫淬灭剂,它的作用是将吸收的光能变为激发态分子的能量,并迅速转移掉,使分子回到稳定的基态,从而失去发生光化学反应的可能。能量转移剂与紫外线吸收剂作用的不同在于,它是通过分子间能量转移来消散,而后者是通过内部结构的变化来消散能量。

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