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防老剂在橡胶制品使用中的性能和合理设计
时间:2021/12/22 10:48:00 来源: 作者: 点击: 次

橡胶的老化


  橡胶是高分子有机聚合物,会因接触氧,臭氧,微量变价金属,阳光,紫外线以及霉菌腐蚀,屈挠疲劳而逐渐降低物理和化学性能而老化。为了防止橡胶及制品的老化在配方中加入一种助剂使制品延迟老化,这就是防老剂。


  防老剂性能应具备下列几点:


  一、耐热性,橡胶制品的热老化是由自由基引起的一种氧化老化,胺类或酚类自由基能阻止这种老化效应。对于要求高的耐热性橡胶制品,可选择二苯胺类防老剂和TMDQ等耐热防老剂,此外,将这些自由基阻止剂与防老剂MB等过氧化物分解剂并用,可得到更加优异的橡胶制品耐热防老剂。


  二、耐屈挠龟裂性,屈挠龟裂是由于自由基反应使橡胶制品表面产生氧化老化的结果。为防止这种形式的老化,选择胺类或酚类抗臭氧剂[自由基抑制剂]有一定作用。


  三、耐臭氧性,抗臭氧剂有对苯二胺类,TMDQ类,硫脲类和防护蜡等。一般将有汚染性的对苯二胺类化合物与无汚染性的硫脲类化合物和石蜡进行并用,可获得滿意效果。但是,硫脲类化合物具有显著的加速焦哓倾向,此外,臭氧老化系产生于橡胶制品的表面,因此表面迁移性大的抗臭氧剂的效果好。


  四、抗有害金属老化性,抗有害金属老化剂可分为金属离子封闭剂和金属表面惰性剂,前者效果好的有对苯二胺类和双酚类化合物,后者有硫脲类化合物,如防老剂MB及三嗪类化合物,为获得更好的抗有害金属的老化性,可以采用与耐热防老剂并用。


  五、抗龟裂老化性,炭黒是较好的紫外线吸收剂,在深色橡胶制品中可广泛使用,而对于浅色橡胶制品可采用非污染性的抗光老化防老剂如苯酚类,受阻酚类防老剂及石蜡。在酚类防老剂中,防老剂DTBM及防老剂SP[苯乙烯化苯酚]防老剂MBMTB及防老剂MBETB抗光龟裂老化效果较好。对于石蜡的抗光龟裂是由于配入胶料中后,在硫化后能喷出于制品表面,形成一层物理保护膜,有效制止橡胶制品的臭氧侵蚀而龟裂。


  在使用防老剂时,某一种防老剂在胶料中兼有几个方面的防护效果,有时某两种或三种防老剂并用,其防老效果能超出各防老剂单用效果的叠加,这种现象称之为防老剂的协同效应。防老剂的选择标准,主要从抗氧化效果,抗臭氧效果,防屈挠龟裂效果和着色性[即污染性]给硫化造成的影响。稳定性[即抽出性,挥发姓,喷霜性,环保性及成本价格因素。


  防老剂选择要点分析:


  1、防老剂的汚染性,胺类防老剂有着色性,会使橡胶制品受污染,并且会迁移到和橡胶接触的材料上,以至造成污染,当橡胶制品受到热和阳光照射时,它会变为苯醌类结构,且明显变色。


  2、防老剂在橡胶制品中的溶解度,大体上可以从制品是否出现喷霜来判断。溶解度越大,越不易喷出,胺类防老剂在极性橡胶中如NBR溶解度较高。


  3、防老剂的加热减量,考虑到防老剂的稳定性,了解其自身的加热減量[即挥发性]是非常重要的。在同类化合物中,分子量越大,加热減量就越小。


  4、防老剂在橡胶中的残留量,在橡胶中加入的防老剂,由于挥发和被氧化而逐渐減少,6C被氧化后,变为苯醌结构,这种结构由于受热和橡胶发生反应,又恢复到原来结构。


  5、防老剂的环保卫生性,对人体及环境是否有影响。


  6、防老剂的协同效应。


  7、防老剂的迁移性。


  综上所述,防老剂在橡胶制品使用中要科学和合理设计,发挥其应有作用。


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