橡膠護(hù)舷廠家介紹橡膠老化的概念
一、基本概念
1、橡膠老化是指橡膠或橡膠制品在加工、儲(chǔ)存和使用過(guò)程中,由于各種外界因素,使橡膠或橡膠制品原有的優(yōu)良性能逐漸喪失,從而喪失使用價(jià)值。
2.影響老化的因素
(1) 化學(xué)因素
(2) 物理因素
(3) 生物因素
三、老化現(xiàn)象及特點(diǎn)
(1) 外觀形態(tài)
(2) 物理機(jī)械性能方面
(3)在物理性能方面
(4)在電性能方面
橡膠老化的本質(zhì)是橡膠的分子結(jié)構(gòu)在各種外界因素的作用下發(fā)生了變化
4、防止橡膠老化的措施
(1)選擇耐老化性好的生膠品種
(2)選擇耐老化性好的硫化體系
(3)添加保護(hù)助劑(抗老化劑)
防老劑是指延緩或抑制橡膠老化的化學(xué)品。注:有些橡膠不需要添加抗氧劑
二、橡膠老化的過(guò)程
(1)熱氧的作用
1、橡膠熱氧老化的吸氧過(guò)程
一段 - 最初的反應(yīng)發(fā)生
B段-恒速反應(yīng)期
A—B段稱(chēng)為誘導(dǎo)期,即橡膠的使用期
C段——加速反應(yīng)期
D段——橡膠的吸氧率轉(zhuǎn)移到一個(gè)常數(shù)
橡膠熱氧老化過(guò)程中的吸氧量和吸氧量 速度與ROOH累積量與時(shí)間的關(guān)系
2、熱氧化老化反應(yīng)過(guò)程
熱氧化老化反應(yīng)過(guò)程:
?、冁渾?dòng):
RH+O2 → R*+HO2*
或 ROOH → RO*+OH *
2ROOH → RO*+RO2*+H2O
?、阪溤鲩L(zhǎng):
RO2*+RH → ROOH+R*
R*+O2 → RO2*
可能存在二次連鎖反應(yīng)
ROOH分解低分子量物質(zhì)
?、?鏈終止
2 RO2*→ 非自由基化合物+O2
2 R* → R—R
R*+RO2* → ROOR
橡膠熱氧化老化過(guò)程中的結(jié)構(gòu)變化分為兩類(lèi):
一是分子鏈斷裂,變成更小的分子鏈,這說(shuō)明橡膠在外觀上變軟變粘;如NR、IR、IIR、CO、ECO老化。
二是分子鏈之間發(fā)生交聯(lián),橡膠變硬、變脆、失去彈性。比如某人R、BR、CR老化。
三、影響橡膠熱氧化老化的因素
(1) 橡膠種類(lèi)的影響
雙鍵的影響;雙鍵取代基的影響;空間位阻效應(yīng);橡膠連接性能的影響
(2) 溫度
(3) 氧氣濃度
(4) 金屬離子(也稱(chēng)為變價(jià)金屬離子)
(2)金屬離子的作用
可變價(jià)金屬離子:Cu、Co、Mn、Fe、Ni等。
(一)金屬離子的主要來(lái)源:
①在生膠制造過(guò)程中混入
?、谠谙鹉z制品加工過(guò)程中混入
?、郛a(chǎn)品使用過(guò)程中的混雜
(2)變價(jià)金屬離子對(duì)橡膠氧化的影響
一方面是鏈引發(fā)加速了氧化過(guò)程(即縮短了誘導(dǎo)期);另一方面,它催化過(guò)氧化氫分解成自由基。
?、俳饘匐x子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成自由基
男性+ + O2 → 我 (n+1)+ + O2-
Me(n+1)+ + RH → R* + H+ +Men+
②氫過(guò)氧化 物質(zhì)分解產(chǎn)生自由基
ROOH +Me(n+1)+ → RO2*+ Men+ + H+
ROOH + Men+ → RO* + Me(n+1)+ + OH-
(3)臭氧的作用\n1.臭氧破壞的特點(diǎn):
在破壞橡膠表面的表面上形成的臭氧化膜加速了O3向內(nèi)層的擴(kuò)散。 O3不斷接觸橡膠表面并加深裂紋
(1)橡膠的臭氧老化是一種表面反應(yīng)。
(2)橡膠的臭氧開(kāi)裂需要一定的應(yīng)力或應(yīng)變。經(jīng)臭氧老化后,未拉伸橡膠表面形成霜狀灰白色硬脆膜。在應(yīng)力或應(yīng)變的作用下,薄膜會(huì)發(fā)生臭氧開(kāi)裂。
(3)臭氧開(kāi)裂的開(kāi)裂方向與受力方向垂直。
二、影響橡膠臭氧老化的因素
(1) 橡膠種類(lèi)的影響
雙鍵含量;雙鍵碳原子上取代基的特征
(2) 臭氧濃度的影響
(3) 應(yīng)力應(yīng)變影響
(4) 溫度的影響
臭氧開(kāi)裂的兩個(gè)因素:變形、臭氧
耐臭氧老化:CR>BR>NR
(4)光的作用
反應(yīng)過(guò)程:
光
RR R* + R*(CC 鍵斷裂)
光
RH R* + H*(CH鍵斷裂)
光
ROOH RO2* + H* 或 RO* + * OH
橡膠分子各部分化學(xué)鍵的光解能大小
CC CH CH(aH)CS SS
裂解能/(Kcal/mol)83.6 79.5 75.6 76~65 72
紫外光波長(zhǎng)/nm 314 359 378 397~427 395
(5) 機(jī)械力的影響
1.機(jī)械力的影響
(1) 機(jī)械力使分子鏈斷裂,加速氧化過(guò)程
力量
RR R* + R*
(2)機(jī)械力可以激活氧化過(guò)程
疲勞老化——由機(jī)械力引起的橡膠老化現(xiàn)象。包括彎曲開(kāi)裂(機(jī)械力氧化)和臭氧開(kāi)裂(機(jī)械力臭氧化)。
疲勞老化過(guò)程本質(zhì)上是由機(jī)械力、氧化和臭氧作用共同作用產(chǎn)生的
2、影響疲勞老化的因素
(1)頻率和振幅越高,越容易疲勞時(shí)效
(2) 溫度
(3) 空間介質(zhì)
氧氣:容易引起疲勞老化;惰性氣體和氮?dú)猓簻p緩疲勞老化
(4) 填料和增強(qiáng)劑的活性
(5) 橡膠的崩刃性
連接芯橡膠:耐拉伸變形疲勞老化,如NR;非結(jié)芯橡膠:抗壓縮變形疲勞老化,如SBR
(6) 交聯(lián)鍵的結(jié)構(gòu)【以上內(nèi)容由橡膠護(hù)舷為你整理發(fā)布】