橡胶的老化与防护体系
橡胶制品加工常用助剂详解

橡胶制品加工常用助剂详解橡胶与乳胶配合剂材料详解!1、橡胶硫化体系助剂在橡胶工业中,习惯把使用目的相同或相关的助剂合称为体系。
例如,把硫化剂、硫化促进剂、活性剂及防焦剂统称为硫化体系,因为它们都与硫化有关。
硫化剂包括硫、硒、碲、含硫化合物、有机过氧化物、醌类化合物、胺类化合物、树脂类、金属氧化物和其它硫化剂;硫化促进剂包括二硫代氨基甲酸盐、黄原酸盐、秋兰姆、噻唑类、次磺酰胺、胺和醛胺缩合物、胍类、硫脲类;活化剂包括氧化锌、氧化镁、硬脂酸等。
所谓橡胶硫化,就是把具有塑性的胶料转变成为具有弹性的硫化胶的过程,即橡胶分子链在化学或物理因素的作用下产生化学交联作用,变成空间网状结构。
凡能引起橡胶产生交联作用的化学药品都可称之为硫化剂。
硫黄是其中最常用的一种。
用纯硫硫化的硫化胶不仅交联效率和交联密度很低,而且物理机械性能差,所以在胶料配方中一般很少使用纯硫体系。
采用的是一些有机多硫化物(主要品种有TMTD、TMTT、DTDM等)以及有机过氧化物(常用的品种有DCP、DTBP等)。
这些硫化剂的使用可以使胶料具有一些优良的特殊性能,如耐热性、耐老化性等。
另外还采用一些合成树脂类物质。
硫化剂能将线型的橡胶分子交联成网状结构。
在使用硫黄作硫化剂时,通常要配合一些化学药品来促进其硫化反应,从而提高生产效率和胶料性能。
能促进硫化作用的化学药品称为硫化促进剂。
硫化促进剂常用的品种有:硫化促进剂M、DM、MZ、OZ、NOBS、DZ、TT、TMTT等。
目前较好的硫化促进剂为季磷盐类,如1-邻苯二甲酰亚胺基酸基-4-丁基三苯基磷溴化物、双(苄基三苯基膦)亚胺氯化物、三苯基苄基氯化磷等,用量一般为0.4~0.7 份。
当然也可以使用复合硫化促进剂,除季磷盐外还可以添加季铵盐类,如四丁基苯并噻唑基硫化铵、双肉桂丙撑二胺等。
硫化促进剂能缩短硫化时间、降低硫化温度、减少硫黄用量。
噻唑类和次磺酰胺类是硫化促进剂的主体,约占其总量的70%~75%。
橡胶加工工艺学 复习资料

第一章绪论1. 简述橡胶材料的特点?高弹性:弹性模量低,伸长变形大,有可恢复的变形,并能在很宽的温度(-50~150℃)范围内保持弹性。
粘弹性:橡胶材料在产生形变和恢复形变时受温度和时间的影响,表现有明显的应力松弛和蠕变现象,在震动或交变应力作用下,产生滞后损失。
电绝缘性:橡胶和塑料一样是电绝缘材料。
有老化现象:如金属腐蚀、木材腐朽、岩石风化一样,橡胶也会因为环境条件的变化而产生老化现象,使性能变坏,寿命下降。
必须进行硫化才能使用,热塑性弹性体除外。
必须加入配合剂。
2. 生胶、混炼胶、硫化胶的定义?1.生胶:没有加入配合剂且尚未交联的橡胶。
一般由线型大分子或带有支链的线型大分子构成,可以溶于有机溶剂。
2.混炼胶:生胶与配合剂经加工混合均匀且未被交联的橡胶。
常用的配合剂有硫化剂、促进剂、活性剂、补强填充剂、防老剂等。
3.硫化胶:混炼胶在一定的温度、压力和时间作用下,经交联由线型大分子变成三维网状结构而得到的橡胶。
一般不溶于溶剂。
3. 硫化体系、防护体系、增塑体系的定义1)硫化体系:与橡胶大分子起化学作用,使橡胶由线型大分子变为三维网状结构,提高橡胶性能、稳定形态的体系。
2)防护体系:加入防老剂,延缓橡胶的老化,提高制品的使用寿命。
3)增塑体系:降低制品硬度和混炼胶的粘度,改善加工工艺性能。
第二章橡胶硫化1. 详细叙述硫化的历程?硫化历程是橡胶大分子链发生化学交联反应的过程,包括橡胶分子与硫化剂及其他配合剂之间发生的一系列化学反应以及在形成网状结构时伴随发生的各种副反应。
可分为三个阶段:1.诱导阶段硫化剂、活性剂、促进剂之间的反应,生成活性中间化合物,然后进一步引发橡胶分子链,产生可交联的自由基或离子。
2.交联反应阶段可交联的自由基或离子与橡胶分子链之间产生连锁反应,生成交联键。
3.网构形成阶段交联键的重排、短化,主链改性、裂解。
2. 硫化曲线的四个阶段?根据硫化历程分析,可将硫化曲线分成四个阶段,即焦烧阶段、热硫化阶段、平坦硫化阶段和过硫化阶段。
橡胶的老化与防护体系

橡胶的老化与防护体系所为橡胶的老化是指生胶或橡胶制品在加工过程中,由于受到热、光、氧等外界因素的影响发生物理或化学变化,使性能逐渐下降的现象.橡胶的老化除了本身分子结构影响外,主要受其工作的环境即外部因素的影响。
这些外部因素可分为物理因素,化学因素和生物因素三种类型。
而每种类型都包含着很多不同的因素,这此处界因素在橡胶的老化过程中,往往不是独立地起作用,而是相互影响,加速了橡胶的老化进程。
如常见的轮胎,其胎侧是为从侧面保护胎体的,在使用过程中它要经受反复屈挠和日光瀑晒,因而影响其老化性能的物理因素有热、光、交变应力和应力;化学因素有氧、臭氧等。
这些因素中,热与氧一起产生了热氧老化,光与氧一起产生了光氧老化,热与臭氧一起加速了臭氧老化,交变应力与应变同氧与臭氧一起加速了疲劳老化。
所以这些老化反应同时发生在胎侧上的,使胎侧上的老化比其它部位更为严重,不同的产品在不同的使用条件下,各种因素的作用程度不同,老化情况也有一定的差异。
因此橡胶的老化是由各种不同因素参入的复杂的化学反应,这些因素中最常见,最重要的化学因素是氧和臭氧,物理因素是热、光和机械应力。
一般橡胶制品的老化主要是由于它们中的一个或数个因素共同作用的结果,最普遍的是热氧老化、臭氧老化,疲劳老化和光氧老化。
橡胶老化是一种复杂的不可逆的化学反应过程,是一种不依人的意志为转移的客观规律,要绝对防止橡胶老化的发生是不可能的,只能通过对老化的研究来撑握老化的规律,采取适当的措施,延缓老化速度,达到延长使用寿命的目的。
但迄今为止所采用防护法可概括为物理防护法和化学防护法。
所谓物理防护法是指能够尽量避免橡胶与老化因素相互作用的方法,如橡塑共混,表面镀层处理,加光屏蔽,加石蜡等。
所谓化学防护是通过参与老化反应来阻止或延缓橡胶老化反应继续进行的方法如加入胺类或朌类化学防老剂。
在影响橡胶老化的物理因素中,热是最基本而且是最重要的因素,当橡胶在无氧的的惰性介质中或氧难以进入时,橡胶的耐热性主要取决于它的热降价特性,橡胶的热降解性也很大程度上影响着橡胶的热氧老化性。
《橡胶工艺学》复习思考题

《橡胶工艺学》复习思考题绪论1、简要说明生胶、混炼胶、硫化胶的区别和联系。
2、橡胶最典型的特征是什么?3、橡胶配方的基本组成包括哪些成分?各成分有何作用?4、橡胶基本的加工工艺过程有哪些?5、橡胶配合加工过程中的测试内容包括哪些?第一章生胶1、写出通用橡胶的名称和英文缩写。
2、天然橡胶的分级方法有哪几种?烟片胶和标准胶各采用什么方法分级?3、什么是塑性保持率?有何物理意义?4、天然橡胶中非橡胶成分有哪些?各有什么作用?5、什么是自补强性?6、写出天然橡胶的结构式。
从分子链结构分析为什么NR容易被改性,容易老化?7、NR最突出的物理性能有哪些?为什么NR特别适合作轮胎胶料?8、IR和NR在结构和性能上有什么不同?9、根据合成方法不同,丁苯橡胶有哪两种?10、轮胎胎面胶中使用丁苯橡胶主要是利用其什么特点?为什么SSBR比ESBR更适合做轮胎胎面胶料?11、BR最突出的性能有哪些?轮胎的胎侧使用BR是利用其什么特点/12、什么是冷流性?影响冷流性的因素有哪些?各是如何影响的?13、为什么乙丙橡胶特别适合作电线电缆的外包皮?为什么乙丙胶特别适合作户外使用的橡胶制品如各种汽车的密封条、防水卷材等?14、IIR最突出的性能有哪些?IIR作内胎是利用其什么特点?为什么IIR可以用作吸波材料?15、什么橡胶具有抗静电性?通用橡胶中耐油性最好的橡胶是什么?16、什么是氧指数?哪些橡胶具有阻燃性?17、为什么CR的耐老化、耐天候性要优于其他不饱和橡胶?18、耐热性、耐油性最好的橡胶是什么?什么橡胶可以耐王水的腐蚀?19、耐高低温性能最好的橡胶是什么?耐磨性最好的橡胶是什么?可以做水果保鲜材料的橡胶是什么?为什么硅橡胶特别适合制作航空航天器密封材料?20、哪些橡胶具有生理惰性,可以植入人体?21、通用橡胶中,哪些橡胶具有自补强性?22、什么是热塑性弹性体?23、SMR5、SCR10、SBR1502、SBR1712各表示什么橡胶?第二章硫化体系1、什么是硫化?橡胶硫化反应过程可分为哪几个阶段?2、画出硫化曲线,标出各阶段的名称。
橡胶基本知识

橡胶是一种材料,它在大的形变下能迅速而有力恢复其形变,能够改性;橡胶的弹性模量非常小,并具有相当好的耐气透性以及耐各种化学介质和电绝缘的性能,它可以和多种材料物质并用、共混、复合由此进行改性,以得到良好的综合性能。
橡胶的配合的主要包括五大体系,分别是生胶、硫化体系、防护体系、软化增塑体系和补强体系。
一、生胶生胶是高弹性高聚物材料,作为橡胶的母体材料或称为基体材料。
按制取来源与方法分可以分成天然橡胶和合成橡胶两大类;其中合成橡胶按照应用范围与用途分又可以分成通用橡胶、半通用橡胶、专用合成橡胶和特种橡胶。
1、天然橡胶主要应用与轮胎、胶带、胶管、电线电缆等多数橡胶制品,是应用最广的橡胶。
2、丁苯橡胶大部分的丁苯橡胶用于轮胎工业。
其他产品有汽车零件、工业制品、电线电缆包皮、胶管胶带和鞋类等。
3、氯丁橡胶氯丁橡胶可用来制造轮胎胎侧、耐热阻燃运输带、耐油及耐化学腐蚀的胶管、容器衬里、垫圈、胶辊、汽车和拖拉机配件、门窗密封胶条、止水带等。
4、丁腈橡胶丁腈橡胶有良好的耐油性有可以保持较好的橡胶特性,可以广泛的应用于耐油制品如油封、输油胶管、化工容器衬里、油箱、印刷胶辊、耐油手套、耐油减震器等;由于丁腈橡胶具有半导性,所以可用于余姚导出静电,以免引起火灾的地方,如纺织皮辊、皮圈、阻燃运输带等。
5、乙丙橡胶主要应用于要求耐老化、耐水、耐腐蚀、电气绝缘几个领域,如用于密封垫圈、屋顶单层防水卷材、桥梁减震器、高低压电缆绝缘层、汽车玻璃密封条、轮胎胎侧等。
6、丁基橡胶丁基胶具有突出的气密性和耐热性,主要用于充气轮胎的内侧和无内胎轮胎的气密层,有极好的耐化学药品腐蚀性能可用于化工耐腐蚀容器衬里等。
二、硫化体系硫化体系包括硫化剂、促进剂、活性剂、防焦剂;为橡胶大分子进行化学反应使橡胶油线性大分子交联成空间网状结构。
1、硫化体系一般有硫磺硫化体系、过氧化物硫化体系、硫载体硫化体系;2、促进剂是能缩短硫化时间,降低硫化温度,减少硫化剂用量,提高和改善硫化胶物理力学性能和化学稳定性的化学物质。
橡胶加工工艺期末复习重点

补强剂是炭黑。
26. 生胶即尚未被交联的橡胶,由线形大分子或者带支链的线性大分子 39. 炭黑按制造方法可分为炉法炭黑、槽法炭黑、热裂解炭黑、新工艺
构成。
炭黑。
27. 生胶随温度的变化有三态,即玻璃态、高弹态和粘流态。
40. 白炭黑的化学成分是二氧化硅,可分为气相法和沉淀法两大类,其
28. 橡胶按来源与用途可分为天然橡胶和合成橡胶两大类。
补强效果次于炭黑。
29. 合成橡胶分为通用合成橡胶和特种合成橡胶两大类。
41. 橡胶发生老化的主要因素有热氧老化、光氧老化、臭氧老化和疲劳
30. 天然橡胶大分子链结构单元是异戊二烯。
老化。
31. 产量最大的一种合成橡胶是丁苯橡胶,其结构单元是苯乙烯和丁二 42. 橡胶的增塑实际上就是增塑剂低分子与橡胶高分子聚合物形成分子
胶为完全饱和性橡胶,不能用硫磺来硫化,必须用过氧化物来硫化。 17. 橡胶配方五大体系:生胶体系、硫化体系、补强填充体系、防护体
5. 丁基橡胶(IIR)由异丁烯与少量异戊二烯单体在低温下共聚而成
系、增塑体系
6. 丁腈橡胶耐气透性良好(有极性的缘故),但电绝缘性不好,属于半导 18. 生胶和混炼胶可塑度的测定通常有三种方法:压缩法、旋转扭力法
51. 化学结构和含硫量能影响硫化特性
污染,保证胶料的混炼质量,将某些配合剂、促进剂等事先以较大比
二、判断题
例与液体软化剂混合制成膏状混合物。
1. 粉末橡胶指粒径在 1 毫米以下的粉末状橡胶。
9. 母炼胶:将在通常混炼条件下短时间内难以混合均匀且混炼生热量多,
三、名词解释
能耗较大的某些配合剂以较大的比例事先与生胶单独混合制成组分比
橡胶或橡胶制品在加工贮存和使用的过程中由于受内外因素的综合作用如热氧臭氧金属离子电离辐射光机械力等使性能逐渐下降以至于最后丧失使用价值这种现象称为橡胶的老化
橡胶的老化与防护体系

3.结构变化
分子间产生交联,分子量增大;外观表现变 硬变脆。
分子链降解(断裂),分子量降低,外观表 现变软变粘。
分子结构上发生其他变化:主链或侧链的改
性,侧基脱落弱键断裂(发生在特种橡胶
中)。
橡胶的老化与防护体系
5
三.橡胶老化的原因
1.内因 ①橡胶的分子结构 化学结构(或链节结构):橡胶的基本结构如天然橡胶的单元异
橡胶老化的现象多种多样,例如:生胶经久贮存时会变 硬,变脆或者发粘;橡胶薄膜制品(如雨衣、雨布等)经 过日晒雨淋后会变色,变脆以至破裂;在户外架设的电线、 电缆,由于受大气作用会变硬,破裂,以至影响绝缘性; 在仓库储存的或其他制品会发生龟裂;在实验室中的胶管 会变硬或发粘等。此外,有些制品还会受到水解的作用而 发生断裂或受到霉橡菌胶作的老用化而与导防护致体破系坏……所2有这些都是橡 胶的老化现象。
二.橡胶在老化过程中所发生的变化
1.外观变化
橡胶品种不同,使用条件不同,发生的变化也不同。
变软发粘:天然橡胶的热氧化、氯醇橡胶的老化。
变硬变脆:顺橡胶的臭氧老化、大部分橡胶的光氧老化、
但龟裂形状不一样。
发霉:橡胶的生物微橡胶生的物老化老与化防护。体系
2.外因:
物理因素:热电光机械力高能辐射等。
化学因素:氧臭氧,空气中的水汽酸碱盐等。
生物因素:微生物:细菌真菌
昆虫:白蚁蟑螂会蛀食高分子材料。
海生物:牡蛎石灰虫海藻海草等
在实际中也往往是上述几个因素同时发挥作用。使用条件、 地区不同这些因素的作用也不同,因此橡胶的老化是个复 杂的过程。
其中最常见的、影响最大、破坏性最强的因素是:热、氧、
橡胶的老化与防护体系
12
C阶段:自加速阶段(自催化反应阶段),该阶段吸氧速度 激烈增加,比诱导期大几个数量级,如用模拟化合物氧化 时,因为氢过氧化物大量分解产生的自动催化过程完全相 同,此时橡胶已深度氧化变质,丧失使用价值。
橡胶制品老化的原因以及如何防止橡胶制品的老化方法

橡胶制品老化的原因以及如何防止橡胶制品的老化方法一、橡胶制品老化原因在1885年人们就发现受到拉伸的橡胶在老化过程中发生龟裂,当时人们曾认为是由于阳光的照射所致,但后来发现未经阳光照射的橡胶制品上,同样也有龟裂产生。
后来经过分析发现,不受阳光的照射的橡胶拉伸所产生的龟裂,是由于大气中存在的臭氧所致。
在距离地面20-30km的高空,氧气分子在阳光照射下会产生牛气分子形成一层臭氧层。
尽管地表的臭氧浓度较低,但引起的橡胶才华现象也不容忽视,越来越受众的重视。
橡胶的臭氧老化与其他因素所产生的老化有所不同,主要有如下表现。
(1)橡胶的臭氧老化是一种表面反应,未受应力的橡胶表面反应尝试为10-40个分子厚,或(10~50)*10-6次方mm厚。
(2)未受拉伸的橡胶暴露在O3环境中时,橡胶与O3反应直到表面上的双键完全反应完后终止,在表面上形成一层类似喷霜状的灰色硬脆膜,使其失去光泽。
受拉伸的橡胶在产生臭氧老化时,表面要产生臭氧龟裂,但通过研究认为,橡胶的臭氧龟裂有一临界应力存在,当橡胶的伸长或所受的应力低于临界值时,在发生臭氧老化时是不会产生龟裂的,这是橡胶的固有特性。
(3)橡胶在产生臭氧龟裂时,裂纹的方向与受力的方向垂直,这是臭氧龟裂与光氧老化致龟裂的不同之处,介应当注意,在多方向受到应力的橡胶产生臭氧老化时,所产生的臭氧龟裂很有难看出方向性,与光氧老化所产生的龟裂相似。
老化是橡胶等高分子材料中存在的一种较为普遍的现象,它会使橡胶的性能劣化,影响橡胶制品的使用价值及使用寿命,橡胶防护体系是延缓橡胶的老化,延长制品的使用寿命。
橡胶防护体系主要是防老剂,防老剂型按作用原理可分为化学防老剂和物理防老剂;按防护的目标分为抗氧剂、护臭氧剂、光屏蔽剂、金属钝化剂等,也可按化学结构进行分类。
(1)橡胶老化的现象:生胶或橡胶制品在加工、贮存或使用过程中,会受到热、氧、光等一干二净因素的影响而逐渐发生物理及化学变化,使其性能下降,并丧失用途,这种现象称为橡胶的老化。
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橡胶的老化与防护体系橡胶技术网! Y7 d H9 B* @+ w6 L, |/ x# C橡胶老化是指橡胶分子在受到氧、臭氧、酸、碱、及水等物质的作用或在热、紫外线、放射线、机械力等物理、生物因素作用下,结构发生了复杂的物理化学变化。
使橡胶的使用物性出现逐渐降低的现象。
橡胶技术论坛,橡胶技术咨询,橡胶技术交流会,橡胶助剂,橡胶期货,橡胶制品,橡胶培训,天然橡胶,特种橡胶,橡胶人才网,橡胶配方,中国橡胶! {8 [, h$ e4 u. S5 J橡胶老化的因素众多,有热氧老化、重金属催化老化、紫外线催化裂解、臭氧老化及动态疲劳老化。
热氧老化是橡胶老化最重要的氧化作用,由于橡胶制品是在空气中贮存或使用。
所以氧化是最基本、最普遍的一种老化因素。
温度对氧化有很大的影响,提高温度会加快橡胶氧化反应。
橡胶制品在高温动态下使用时,生热提高,加快了橡胶的老化速度。
) m5 Q% Q. U! @- C, B在众多的橡胶制品中,链烯烃类橡胶因它们的分子结构中的不饱和键所决定,在光热等因素条件下极易发生氧化反应,使大分子产生交联或裂解,发生老化现象。
链烯烃类橡胶的热氧化过程表现出自动催化性质,氧化反应是一个不等速的吸氧过程,吸氧过程表现出由慢到快尔后又转慢。
吸氧初期有一定的诱导期,继尔进入吸氧期,后期进入缓慢的吸氧期。
橡胶的吸氧速度与氢过氧化物的积累过程有着密切的关系。
它的氧化反应过程有二个明显的反应阶段组成,即氢过氧化物生成的连锁反应,和氢过氧化物分解所引起的大分子链裂解反应。
吸氧化速度决定于体系中的氢过氧化物的积累及其活性。
在氧化反应过程中,氢过氧化物积累的同时也陆续分解出自由基RO或OH是第二阶段反应的活性中心,使大分子发生断裂、交联、支化等反应,同时生成一些低分子化合物,如醇、酮、醛和水等。
- 中国橡胶网,橡胶技术交流会,橡胶论坛,橡胶技术论坛,橡胶配方,橡胶培训班!7 o4 T5 f4 _! B实验表明,氧化温度低于70度,大分子间有交联趣向,橡胶强度有所增加这是链终止的结果,氧化温度高于70度时,大分子易发生裂解,橡胶表面发粘。
低于70度的老化橡胶的定伸强度有加强的趣势,高于70度的老化橡胶定伸强度有下降的趣势。
此外在热氧化时易产生凝胶,实际也是产生交联的结果,在链烯烃类橡胶中,抗老化性能较差的天然胶、顺丁胶最易白炭黑凝胶。
它们在热氧化过程中表现出自动催化氧化的特性,链增长速度远低于链终止速度,聚丁二烯与聚异戊二烯生成的大分子自由基更不稳定,热氧化结果使橡胶不保和度显著下降。
实践表明老化前后对比橡胶的粘度会急剧下降,说明橡胶在热氧化过程中分子结构发生了裂解或交联反应。
不同的橡胶它们所反映的老化特征不同,天然橡胶与异戊二烯橡胶主要是分子链裂解,并产生含有醛、酮以及水等化合物。
氧化后表面会发粘,氧可以继续扩散氧化。
顺丁、丁苯胶老化时主要是发生胶联,橡胶表面交联密度增加,使橡胶表面发硬,生成了一种硬薄膜,它能阻碍氧的进一步渗透,降低了吸氧的速度。
丁苯胶的吸氧速度还根苯乙烯含量有关,含量越高吸氧速度越慢,且苯基能降低分子链的段的活动性,也会导至吸氧速度的降低。
丁睛橡胶也是随着丙烯睛含量的增高而吸氧速度而减低,因为丁睛在氧化时睛基能生成一种氧化阻止剂,这也是丁睛橡胶比天然橡胶有较好的耐热氧性能的主要原因。
丁基橡胶是一种低不饱和橡胶,主链上双键很少,结构中只含有少量的异戊二烯,因此它的吸氧速度远比天然橡胶慢。
不同的橡胶它的吸氧速度不同,天然橡胶的吸氧速度最快,是丁苯、氯丁胶的几倍以上。
也是链烯烃橡胶中最易老化的品种,其次是顺丁胶它的吸氧速度也比丁苯快一倍以上。
也就是这二种橡胶最易老化及易产生白炭黑凝胶的主要原因。
链烯烃类橡胶交联的结构不同,硫化胶具有不同的氧化特性。
热氧化后的碳-碳交联健的硫化胶,强度最大,多硫健的强度下降最大,单硫健在两者之间。
单硫健或双硫键具有较好的耐氧化作用,多硫键的耐氧化能力最差。
橡胶技术网8 e. j3 I4 F$ b* u5 y6 I饱和碳链橡胶的热氧化特性与链烯烃橡胶有很大的不同。
它们在氧化过程中没有明显的自动催化作用。
这是因为饱和碳链橡胶的热氧反应必须在较高的温度下才能进行,这时所产生的氢过氧化物将会很快地分解掉。
因而不能发挥催化氧化作用。
这也是饱和橡胶耐热氧性能好的主要原因。
8 s% `( G" J. ^9 t( \重金属催化老化是一些变价金属如铜、钴、镍、铁、锰等金属,它们对氧化具有强力的催化作用,能迅速地使橡胶氧化破坏。
不同的金属在不同的橡胶中的催化作用效果不同。
橡胶制品在使用时,与重金属长期接触或在橡胶中含有某些重金属离子时,都很易发生催化氧化反应。
为此在生产过程中必须加入防护配合剂。
其作用是它能与重金属反应生成稳定的化合物。
阻止或减缓氧化过程中的氧化还原反应。
紫外线催化裂解是橡胶制品老化过程中,光照所引起的催化氧化作用,橡胶紫外线催化氧化,首先是大分子断裂,其结果产生自由基,在大气中就会发生氧化的引发过程。
当橡胶中产生少量的氢化过氧化物或羰基团时,紫外线作用促其分解,于是促进了自动催化氧化,提高了橡胶的氧化速度。
工业上常采用加入抗氧剂的方法来阻止橡胶的老化,延长橡胶的使用寿命。
加入防老剂后延长氧化引发的诱导期,抑制了自动催化氧化反应,迟延了吸氧速度,减缓了氧化作用。
橡胶技术论坛,橡胶技术咨询,橡胶技术交流会,橡胶助剂,橡胶期货,橡胶制品,橡胶培训,天然橡胶,特种橡胶,橡胶人才网,橡胶配方,中国橡胶; _- H/ ~; r. G8 e7 T防老剂分为终止链反应型防老剂和破坏氢过氧化物型防老剂。
终止型防老剂都具有不稳定的氢原子,当参与氧化反应时,易被脱出,它与过氧化自由基或大分子自由基结合而稳定。
并产生了稳定的防老自由基。
阻止了这些自由基的引发反应。
也阻止了氧化作用。
胺类与酚类就是这种类型的防老剂。
破坏氢过氧化物型防老剂它的作用是破坏氢过氧化物。
如秋兰姆类促进剂、二硫代氨基甲酸盐类促进剂、含磷化合物(如亚磷酸酯等)。
" p9 f) Q3 p; j+ q! o/ [两种终止链反应型防老剂的并用时,抗氧作用具有加和作用,但终止链反应型与破坏氢过氧化物型反应性防老剂并用,抗氧性能远远超出两者的加和效应。
两种空间结构的酚类防老剂并用,也可使其中高活性酚类防老剂出现再生作用从而提高了防老剂的使用作用。
橡胶的臭氧与防护,臭氧与不饱和的链烯烃橡胶能发生激裂的化学反应,在大气中使用的橡胶制品,有充分的机会与臭氧接触,尤其是在动态的条件下使用,更促进了臭氧对橡胶的破坏作用,它是橡胶老化极重要的一个因素。
天然胶、顺丁胶耐臭氧能力最差,相对来说氯丁胶的耐臭氧性能较好。
在不受外力或内应力的状态下,臭氧与橡胶的反应只在表面上生成一层银白色臭氧薄膜,此薄膜可大大阻碍臭氧的扩散,与臭氧接触时,可使臭氧分解,从而降了臭氧的浓度。
但在橡胶形变应力的作用下,发生明显的臭氧龟裂,使臭氧在很窄的裂纹内连续与橡胶表面接触,结果不断地加深了橡胶裂纹,裂纹方向垂直于形变应力的方向。
- 中国橡胶网,橡胶技术交流会,橡胶论坛,橡胶技术论坛,橡胶配方,橡胶培训班!/ _* `6 i }/ j2 o抗臭氧破坏有两种办法,一是物理方法,是橡胶制品表面涂上蜡类物质,使其喷出橡胶表面,在橡胶表面或表面下几毫米处存在一层腊层,阻碍了臭氧与橡胶的接触和向橡胶内部扩散,蜡类物质还可以从橡胶内部喷出时,不断地将橡胶内部的抗臭氧防老剂带到制品的表面层中,使表层中保持足够的浓度的抗臭氧物质。
所以蜡类能提高无应力状态中的橡胶抗臭氧能力。
二化学方法是添加抗臭氧配合剂,一些对苯二胺衍生物是抗臭氧的特效物质,它能显著地降低橡胶臭氧的吸收速度。
某些苯二胺类防老剂对顺丁橡胶、异戊橡胶有优异的效果在动态条件下再缝合反应,是一种特别重要的防护机理。
在臭氧浓度低时这种反应最为突出。
采用捕捉臭氧的方法降低臭氧浓度也是一顶很有效的途径。
含有氧、氮,磷、硫等电负性较高的化合物,易与臭氧反应使臭氧分解。
降低应力,提高内分布的均匀性同样也是提高抗臭氧性能的有效方法。
橡胶本身的影响,如,氯丁橡胶具有应力状态下最优异的耐臭氧龟裂性橡胶。
而天然、顺丁橡胶在动态下很易龟裂。
% N7 ~8 k8 t7 R5 t5 j4 j橡胶的疲劳老化与防护是在多次的变型条件下,橡胶分子结构及聚集状态发生变化,与时同时伴随着氧化反应,结果使橡胶的物性及其它性质变差,这种现象称橡胶的疲劳老化。
由于橡胶分子结构及聚集状态的不均匀。
多次变形疲劳使橡胶结构发生很大的变化,在橡胶的结构微区中,应用分布极不均匀。
特别是橡胶的粘弹性,使大分子或网状结构在变形周期内松驰过程来不及完全实现,使结构中总保持应力梯度,且往往有增大的趋向。
最后导至破坏大分子结构,出现了分子链断裂或网构破坏。
断裂后出现大分子自由基,在氧的参与下,引发橡胶大分子的氧化连锁反应。
这就形成了橡胶的疲劳老化的力学化学反应。
在疲劳形变作用下,大分子的断裂可由机械裂解直接引发氧化反应。
也可由机械活化作用引起氧化反应,因疲劳的条件不同,也可能因机械作用大分子直接裂断为主,也可是机械活化氧化裂断为主。
老化过程中,还伴随着臭氧化过程,在接触大汽或高温环境下,这种现象更明显。
橡胶技术网) G% M9 I6 N1 X橡胶的结晶作用对橡胶的变形疲劳有明显的影响。
结晶橡胶如天然橡胶,伸张变形疲劳时,最低变形量越大,疲劳寿命越长,非结晶橡胶如丁苯胶却有相反的结果。
压缩变形疲劳时,非结晶橡胶压缩变形越大,疲劳寿命越长。
. x! ~3 X) Y1 H% u% F1 B9 Y2 N5 l含填料硫化橡胶的网络结构状态与填料粒子构成的聚集状态,使体系结构十分复杂化,网络结构是由不均的集团交联所构成的,填料呈不均匀的分散状态,大分子的网络结构及填料形成聚集状态均成不均匀的结构体系,这种不均匀的硫化胶,经过变形疲劳后,性能很快变坏而失去了使用价值。
填料的性质与橡胶的疲劳老化有很大的关系,具有补强性的活性填料有较大的比表面积和较强的表面活性。
能使大分子强裂地吸附在碳黑粒子的表面。
并在粒子表面上形成一层致密的结构,使体系中大分子空间分布的均匀度差异很大。
疲劳过程更加剧了这种不均匀状态,恶化了橡胶的物性,加速度疲劳老化。
相反一些活性小的填料物质与橡胶的吸附力较弱,不能在填料粒子表面形成一层至密的结构。
使大分子空间分布的均匀度差异很小。
当疲劳变形时大分子的束缚程度较小,活动性较大,易从填料表面上脱离,降低了体系的不均质程度,结果,表现出较好的疲劳老化。
这类填料主要是一些补强性较差的填充剂。
网络结构中的交联键类型对疲劳老化有重大的影响。
硫交联键中,硫原子数越小,交联健钢性越大,则交联健活动性越小,橡胶分子链受束缚就越大,耐疲劳老化越差。