橡胶的老化与防护概述

橡胶的老化与防护概述
老化：橡胶或橡胶制品在加工、贮存和使用过程中，由于受内、外因素的综合作用使性能逐渐下降，最后丧失使用价值的现象。

橡胶老化的原因：
内因：
①橡胶的分子结构；
②橡胶配合组分及杂质。

外因：物理因素，化学因素，生物因素。

最常见的、影响最大、破坏性最强的因素：
热、氧、臭氧、光、机械力和金属离子。

橡胶老化的防护：
物理防护法：
①橡塑共混—减少双键及α-H的浓度；
②表面镀层或处理—减少与氧、臭氧、光的接触；
③加光屏蔽剂—减少光的作用；
⑤加石蜡—减少与氧、臭氧、光的接触。

化学防护法：加入各种化学防老剂，延缓老化反应。

一、橡胶热氧老化
1.吸氧曲线：
（1）老化诱导期（吸氧量低，几乎无ROOH，吸氧速度慢。

对橡
胶性能影响不大。

）
（2）恒速吸氧阶段，吸氧量低，ROOH增加，在该阶段末期，ROOH几乎达到最高值。

（ROOH累积期）。

（3）吸氧速度激增，比诱导期大几个数量级；吸氧量急剧增加；ROOH急剧降低--自催化氧化阶段。

该阶段末期,橡胶老化，橡胶性能恶化。

（4）老化后期:恒速反应期，橡胶没有反应活性点—橡胶深度老化。

2.不饱和橡胶的热氧老化方式有两种类型
(1)以分子链裂解为主—含异戊二烯单元的橡胶如NR、IR、IIR。

橡胶平均分子量下降，变软、发粘。

(2)以分子链间交联为主—含丁二烯单元的橡胶如BR、SBR、NBR。

分子量增大,变硬发脆。

3.影响橡胶热氧老化的因素
1．橡胶本身的影响：
（1）双键的含量及位置；
（2）取代基的电子效应；
（3）取代基的位阻效应；
（4）橡胶的结晶性。

2.温度
3.氧的浓度
4.重金属离子（变价金属离子）（催化作用）
5.硫化：硫化减少了α-H的量，减少了老化反应点；硫化胶的网络结构阻止O2的扩散、渗透；硫交联键有分解ROOH 的作用。

热氧老化的特点：自由基链式反应，自催化反应
2.化学防护法
（1）链终止型防老剂：自由基捕捉体型，电子给予体型，氢给予体型;
（2）破坏ROOH型防老剂：辅助防老剂;
（3）金属离子钝化剂：铜抑制剂和铁抑制剂.
二、橡胶的臭氧老化及防护
臭氧老化：生胶或橡胶制品在氧、臭氧、应力应变等因素共同作用下产生的一种老化现象。

1.臭氧老化的特征：表面反应；需一定的临界应力或应变，发生臭氧龟裂；臭氧龟裂的裂纹方向垂直于受力方向。

2.影响橡胶臭氧老化的因素：
1.橡胶分子结构的影响；
2.臭氧浓度；
3.温度；
4.受力状态：在低拉伸下，臭氧龟裂少、裂纹大且深；在高拉伸下，臭氧龟裂多、裂纹小且浅。

3.臭氧老化的防护
（1）物理防护法：在橡胶中加入蜡，如石蜡和微晶蜡；适用于静态条件下。

（2）化学防护法-抗臭氧剂：N,N’－二取代对苯二胺类
三、橡胶的疲劳老化与防护
橡胶疲劳老化：指在交变应力或应变作用下，橡胶的物理机械性能逐渐降低，以致最后丧失使用价值的现象。

1.疲劳老化的机理：机械破坏理论，力化学理论
2.影响疲劳老化的因素：
1.频率和振幅;
2.温度;
3．环境介质;
4．填料及补强剂的活性;
5．橡胶的结晶性：结晶易产生应力集中，加剧疲劳老化。

6．交联键的结构：多硫键耐疲劳老化性好。

四、常用橡胶防老剂
1.胺类防老剂：有颜色污染性
2.酚类防老剂：无污染，不变色
3.非迁移性防老剂：难挥发、难迁移、难抽出。