橡膠制品老化詳細介紹
來(lái)源:深圳市澳佛特橡膠制品有限公司 發(fā)布日期:2016-11-17 瀏覽次數:1908
各種高分子材料雖然都有著(zhù)各自?xún)?yōu)異的特性,但也有著(zhù)共同的缺點(diǎn),也就是說(shuō)都有著(zhù)一定的使用期限,原因就是它們都會(huì )在不同程度上發(fā)生老化。
一、橡膠在老化過(guò)程中所發(fā)生的變化
1、性能變化(最關(guān)鍵的變化)
物理化學(xué)性能的變化:比重、導熱系數、玻璃化溫度、熔點(diǎn)、折光率、溶解性、熔脹性、流變性、分子量、分子量分布;耐熱、耐寒、透氣、透水、透光等性能的變化。
物理機械性能的變化:拉伸強度、伸長(cháng)率、沖擊強度、彎曲強度、剪切強度、疲勞強度、彈性、耐磨性都下降。
電性能的變化:絕緣電阻、介電常數、介電損耗、擊穿電壓等電性能的變化、電絕緣性下降。
外觀(guān)變化、性能變化產(chǎn)生的原因是結構變化。
2、結構變化
分子間產(chǎn)生交聯(lián),分子量增大;外觀(guān)表現變硬變脆。
分子鏈降解(斷裂),分子量降低,外觀(guān)表現變軟變粘。
分子結構上發(fā)生其他變化:主鏈或側鏈的改性,側基脫落弱鍵斷裂(發(fā)生在特種橡膠中)。
3、外觀(guān)變化
橡膠品種不同,使用條件不同,發(fā)生的變化也不同。
變軟發(fā)粘:天然橡膠的熱氧化、氯醇橡膠的老化。
變硬變脆:順丁橡膠的熱氧老化,丁腈橡膠、丁苯橡膠的老化。
龜裂:不飽和橡膠的臭氧老化、大部分橡膠的光氧老化、但龜裂形狀不一樣。
發(fā)霉:橡膠的生物微生物老化。
另外還有:出現斑點(diǎn)、裂紋、噴霜、粉化泛白等現象。
二、橡膠老化的防護
橡膠老化和鐵生銹,人要衰老一樣自然,我們只能通過(guò)老化規律的研究利用規律延緩橡膠的老化,但不能做到絕對防止。常用的防護方法有:
物理防護法:盡量避免橡膠與老化因素相互作用的方法。如:在橡膠中加入石蠟,橡塑共混,電鍍,涂上涂料等。
三、橡膠老化的概念
橡膠或橡膠制品在加工、貯存和使用的過(guò)程中,由于受內、外因素的綜合作用(如熱、氧、臭氧、金屬離子、電離輻射、光、機械力等)使性能逐漸下降,以至于最后喪失使用價(jià)值,這種現象稱(chēng)為橡膠的老化。
橡膠老化的現象多種多樣,例如:生膠經(jīng)久貯存時(shí)會(huì )變硬,變脆或者發(fā)粘;橡膠薄膜制品(如雨衣、雨布等)經(jīng)過(guò)日曬雨淋后會(huì )變色,變脆以至破裂;在戶(hù)外架設的電線(xiàn)、電纜,由于受大氣作用會(huì )變硬,破裂,以至影響絕緣性;在倉庫儲存的或其他制品會(huì )發(fā)生龜裂;在實(shí)驗室中的膠管會(huì )變硬或發(fā)粘等。此外,有些制品還會(huì )受到水解的作用而發(fā)生斷裂或受到霉菌作用而導致破壞……所有這些都是橡膠的老化現象。
老化過(guò)程是一種不可逆的化學(xué)反應,象其他化學(xué)反應一樣,伴隨著(zhù)外觀(guān)、結構和性能的變化。
四、橡膠老化的原因:
1、外因:
物理因素:熱電光機械力高能輻射等。
化學(xué)因素:氧臭氧,空氣中的水汽酸堿鹽等。
生物因素:微生物:細菌真菌
昆蟲(chóng):白蟻蟑螂會(huì )蛀食高分子材料。
海生物:牡蠣石灰蟲(chóng)海藻海草等
在實(shí)際中也往往是上述幾個(gè)因素同時(shí)發(fā)揮作用。使用條件、地區不同這些因素的作用也不同,因此橡膠的老化是個(gè)復雜的過(guò)程。
其中最常見(jiàn)的、影響最大、破壞性最強的因素是:熱、氧、光氧、機械力、臭氧,歸結起來(lái)就是熱氧老化、光氧老化、臭氧老化、疲勞老化。
2、內因:
①橡膠的分子結構
化學(xué)結構(或鏈節結構):橡膠的基本結構如天然橡膠的單元異戊二烯,存在雙鍵及活潑氫原子,所以易參與反應。
分子鏈結構:橡膠大分子鏈的弱鍵,薄弱環(huán)節越多越易老化。
不飽和碳鏈橡膠容易發(fā)生老化,飽和碳鏈橡膠的氧化反應能力與其化學(xué)結構有關(guān),如支化的大分子比線(xiàn)型的大分子更容易氧化。就氧化穩定性來(lái)說(shuō),各種取代基團按下列順序排列: CH<CH2<CH3。
硫化膠交聯(lián)結構:交聯(lián)鍵有-S-、-S2-、-Sx-、-C-C-,交聯(lián)鍵結構不同,硫化膠耐老化性不同,-Sx-最差。
②橡膠配合組分及雜質(zhì):橡膠中常存在變價(jià)金屬,如Ca、Fe、Co、Ni等,若超過(guò)3ppm就會(huì )大大加快橡膠的老化。
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