橡胶老化概念
时间:2009-07-06 阅读:6741
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。
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*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。
(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。橡胶老化过程中常常会伴随一些显著的现象,如在外观上可以发现长期贮存的天然橡胶变软、发黏、出现斑点;橡胶制品有变形、变脆、变硬、龟裂、发霉、失光及颜色改变等。在物理性能上橡胶有溶胀、流变性能等的改变。在力学性能上会发生拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度、弯曲强度、压缩率、弹性等指标下降。
(2)橡胶老化的原因: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、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坏。
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。如轮胎胎侧在使用过程中就会受到热、光、交变应力和应变、氧、臭氧等多种形式因素的影响。
(3)橡胶老化的防护方法:随着橡胶的老化进程,橡胶性能逐渐下降,其使用价值也逐步丧失。因此,研究的老化及防护方法有着极为重要的实用和经济意义。由于橡胶的老化是一种复杂的综合化学反应过程,而且要防止橡胶老化的发生是不可能的。因此,只有认真的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,延缓橡胶老化的速度,从而达到延长橡胶使用寿命的目的。由于导致橡胶制品老化的因素各不相同,因而应根据不同的老化机理采取相应的防老化措施,主要有物理防护及化学防护法。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、加光屏蔽剂、加石蜡等。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。