改性技术为橡胶助力赋能

2026-02-10 12:36:00

正如食品有保质期、车辆有报废年限、铁会生锈、人要衰老一样,橡胶也是有使用寿命的。生胶或橡胶制品在加工、储存或使用过程中,会受到热、氧、光等内外因素的综合作用而引起橡胶物理化学性质和力学性能逐步减弱,最后丧失使用价值,这种变化称为橡胶的老化。

橡胶发生老化现象源于其长期受热、氧、光、机械力、辐射、化学介质和空气中的臭氧等外部因素的作用,使其大分子链发生化学变化,破坏了橡胶原有化学结构,从而导致橡胶性能变差。导致橡胶发生老化现象的外部因素主要有物理因素、化学因素及生物因素。物理因素包括热、光、电、应力等;化学因素包括氧、臭氧、酸、碱、盐及金属离子等;生物因素包括微生物霉菌、细菌、昆虫白蚁等。这些外界因素在橡胶老化过程中往往不是单独起作用,而是相互影响,加速橡胶老化进程。在这些因素中,最常见且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均是由它们中的一种或几种因素共同作用的结果,最常见的是热氧老化,其次是臭氧老化、疲劳老化。

热氧老化是材料在热和氧的双重因素下发生的老化现象,是橡胶最为常见的老化类型。热氧老化遵循自由基链式的自动催化氧化反应机理。有些橡胶在老化过程中由于自由基偶合使得交联密度提高,出现变硬、变脆等现象;而有的橡胶会发生分子链降解使得交联度降低,出现发黏、变软等特征。

臭氧在大气中含量极低,橡胶在老化过程中,臭氧会攻击橡胶分子,使橡胶膨胀,致使其表面产生裂纹。臭氧与橡胶分子中的双键进行反应,生成摩尔臭氧化物和过氧化物,进而再生成臭氧化物。该臭氧化物在光和热等的作用下分解成自由基,导致链增长反应。

橡胶的疲劳老化是指橡胶制品在受到某种频率和周期应力的作用下,橡胶材料的分子结构发生改变而出现的老化现象,是由两个主要因素活化作用的结果,即力和热作用的结果。

橡胶的老化是一种复杂的综合化学反应过程,要绝对防止橡胶老化的发生是不可能的。因此,只有认真研究导致橡胶发生老化的各种原因,并根据这些原因对症下药,采取适当的措施,才能延缓橡胶老化的速度,从而达到延长橡胶使用寿命的目的,主要措施有物理防护法及化学防护法。物理防护法是指尽量避免橡胶与各种老化因素相互作用,如采用橡塑共混、表面镀层或处理等。化学防护法是指主动加入物质来防止或延缓橡胶老化反应继续进行,如加入胺类或酚类化学防老剂。

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