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2020中石油知识:橡胶为什么会老化

2019-12-18 11:25:37
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  橡胶用久之后,有的会变软发黏,有的会硬化发脆。在日常生活中,我们经常能看到有些用旧的轮胎侧部产生沟沟坎坎的裂纹,专业上叫做龟裂。在这种情况下,橡胶原先的弹性、强度显著下降,这些现象就叫做老化。

  老化是在各种外部因素影响下橡胶结构发生变化的结果,其中最普遍的是热和氧作用下产生的热氧老化。100多年前就已得到证实,橡胶老化完全是氧造成的,而热、光和金属则是橡胶老化的促进剂。

  橡胶加热到一定温度还会发生降解,例如天然橡胶超过200℃就开始分解出低分子物质。橡胶热稳定性的好坏主要取决于其化学组成和结构,硅橡胶和氟橡胶的热稳定性就比通用橡胶好。在通用橡胶中,顺丁橡胶的热稳定性最好,丁苯橡胶次之。

  在氧的参与下,各种橡胶的老化结果是不一样的。天然橡胶和异戊橡胶以及丁基橡胶在热氧老化过程中主要是大分子链发生断裂,变软发黏;而丁苯橡胶、顺丁橡胶、丁腈橡胶以及三元乙丙橡胶在热氧老化过程中主要是断链后的产物交织在一起,破坏了橡胶的弹性结构,于是就变硬发脆。

  橡胶热氧老化的祸根在它的不饱和键上。天然橡胶和一些通用合成橡胶每1000个碳原子就含有150~250个双键,这些部位最容易发生化学反应,所以它们的热氧老化性能都不好,尤其是天然橡胶。而结构趋于饱和的硅橡胶、氟橡胶、丁基橡胶、乙丙橡胶、聚氨酯橡胶、丙烯酸酯橡胶等则属于耐热老化的弹性体。

  橡胶的老化虽然不能完全避免,但却可以延缓,最方便有效的措施就是加入防老剂。防老剂能捕捉橡胶热氧老化过程产生的有活性物质,从而起到保护橡胶的作用。防老剂的种类繁多,比较常用的有胺类和酚类两大系列,加入量一般为橡胶重量的1%~1.5%。

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