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橡膠的臭氧老化

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發(fā)布時(shí)間：

2021-08-11

      橡膠在大氣中老化變質(zhì)，臭氧的作用也是一個(gè)很重要的原因，臭氧老化先是在表面層，特別容易在應(yīng)力集中處或配合粒子與橡膠的界面處產(chǎn)生，通常先生成薄膜，然后薄膜龜裂，特別是在動(dòng)態(tài)條件下使用時(shí)，薄膜更易不斷破裂而露出新鮮表面，使得臭氧老化不斷向縱深發(fā)展，直到完全破壞。

一．臭氧老化的特征

1．橡膠的臭氧老化是一個(gè)表面反應(yīng)。

2．橡膠發(fā)生臭氧龜裂需要一定的應(yīng)力或應(yīng)變，未受拉伸的橡膠臭氧老化后表面形成類似噴霜狀的灰白色的硬脆膜。在應(yīng)力或應(yīng)變作用下，薄膜發(fā)生臭氧龜裂。

3．臭氧龜裂的裂紋方向垂直于受力方向。

二．影響橡膠臭氧老化的因素

1．橡膠種類的影響：

（1）雙鍵含量：雙鍵的含量越高，耐臭氧老化性越差；

（2）雙鍵碳原子上取代基的特性：吸電子取代基降低了雙鍵的反應(yīng)活性，降低了臭氧反應(yīng)能力；供電子取代基增加了電子云密度，提高了雙鍵的反應(yīng)活性，提高了臭氧反應(yīng)能力。如：CR、BR、NR三種膠的耐臭氧老化性為CR>BR>NR。

2．臭氧濃度的影響

臭氧的濃度越高，耐臭氧老化性越差；

同一臭氧濃度下，橡膠結(jié)構(gòu)不同，臭氧老化特性不同。如NR短時(shí)間產(chǎn)生龜裂，但龜裂增長速度慢；SBR、BR、NBR產(chǎn)生龜裂所需時(shí)間長，但龜裂增長速度快。

3．應(yīng)力應(yīng)變的影響：

臭氧進(jìn)攻橡膠的表面，在表面老化，表面形成臭氧化膜，臭氧化膜比較硬、脆，可以阻止臭氧向內(nèi)部滲透，但在動(dòng)態(tài)條件下，老化膜易破裂，臭氧不斷地與橡膠反應(yīng)，最終使橡膠斷裂。

低伸長產(chǎn)生的裂紋數(shù)量少，龜裂增長速率快，裂紋深；高伸長產(chǎn)生的裂紋數(shù)量多，龜裂增長速率慢，裂紋淺。

4．溫度的影響

溫度升高，臭氧老化速度加快。

三．臭氧老化的防護(hù)

1．物理防護(hù)法：

第三種情況最常用。防止橡膠臭氧老化的蠟分為石蠟和微晶蠟。

石蠟：由直鏈烷烴組成，分子量較低，結(jié)晶度較高，形成大的結(jié)晶，熔點(diǎn)范圍為38~74℃。

微晶蠟：高分子量石油的殘余物，主要由支化烷烴或異構(gòu)鏈烷烴組成，形成小而不規(guī)整的結(jié)晶，熔點(diǎn)57~100℃。

蠟類是比較脆的物質(zhì)，在動(dòng)態(tài)情況下，蠟?zāi)と菀桩a(chǎn)生動(dòng)態(tài)破裂，所以在動(dòng)態(tài)情況下應(yīng)使用蠟類與抗臭氧劑并用等辦法。

2．化學(xué)防護(hù)法

在橡膠中加入化學(xué)抗臭氧劑，在動(dòng)靜態(tài)下都可使用化學(xué)防老劑?？钩粞鮿┯昧恳话銥?.5~3.0份，幾乎都是含氮化合物。常用的是對(duì)苯二胺類。