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什么是橡胶的老化?引起橡胶老化的因素有哪些?

发布日期:2017-07-11 作者: 点击:

什么是橡胶的老化?引起橡胶老化的因素有哪些?

1. 什么是橡胶的老化?

橡胶及其制品在加工、储存及使用过程中,由于受到氧、臭氧、变价金属离子、热、光(尤其是紫外线)、高能辐射、机械应力等的作用以及其它化学物质和霉菌等的侵蚀,会逐渐产生变软、发粘,或硬化、变脆及龟裂等变坏现象,从而使其物理化学性质和机械性能逐步变坏,失去弹性而丧失使用价值。这种现象叫做橡胶的老化。

2. 引起橡胶老化的因素有哪些?

橡胶的老化现象是不可逆的变化过程,其实质是橡胶的分子结构在化学、物理及生物等因素的作用下发生了氧化降解反应或结构化反应。降解反应使橡胶的平均分子质量下降,强度也下降,于是橡胶就变软发粘;结构化反应则是进一步对硫化橡胶支化交联,使其逐步失去立体网状结构,于是橡胶的强度下降,表面硬化、发脆和龟裂而失去弹性。

橡胶老化分为:氧老化,臭氧老化和疲劳老化。其中氧老化有热氧老化和催化氧化(光催化氧化和变价金属离子催化氧化)。

引起橡胶老化的因素有: 

1)氧

氧在橡胶中同橡胶分子发生游离基链锁反应,分子链发生断裂或过度交联,引起橡胶性能的改变。氧化作用是橡胶老化的重要原因之一。 

2)臭氧

臭氧的化学活性氧高得多,破坏性更大,它同样是使分子链发生断裂,但臭氧对橡胶的作用情况随橡胶变形与否而不同。当作用于变形的橡胶(主要是不饱和橡胶)时,出现与应力作用方向直的裂纹,即所谓“臭氧龟裂”;作用于变形的橡胶时,仅表面生成氧化膜而不龟裂。 

3)热

提高温度可引起橡胶的热裂解或热交联。但热的基本作用还是催化作用。提高氧扩散速度和活化氧化反应,从而加速橡胶氧化反应速度,这是普遍存在的一种老化现象——热氧老化。 

4) 光

光波越短、能量越大。对橡胶起破坏作用的是能量较高的紫外线。紫外线除了能直接引起橡胶分子链的断裂和交联外,橡胶因吸收光能而产生游离基,引发并加速氧化链反应过程。经外线光起着加热的作用。光作用其所长另一特点(与热作用不同)是它主要在橡表面进生。含胶率高的试样,两面会出现网状裂纹,即所谓“光外层裂”。

5) 机械应力

在机械应力反复作用下,会使橡胶分子链断裂生成游离荃,引发氧化链反应,形成力化学过程。机械断裂分子链和机械活化氧化过程。哪能个占优势,视其所处的条件而定。此外,在应力作用下容易引起臭氧龟裂。 

6) 水分

水分的作用有两个方面:橡胶在潮湿空气淋雨或浸泡在水中时,容易破坏,这是由于橡胶中的水溶性物质和清水荃团等成分被水抽提溶解。水解或吸收等原因引起的。特别是在水浸泡和大气曝露的交替作用下,会加速橡胶的破坏。但在某种情况下水分对橡胶则不起破坏作用,甚至有延缓老化的作用。 

7) 其它

对橡胶的作用因素还有化学介质(油、试剂、化学药品等)、变价金属离子、高能辐射、电和生物等。


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