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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。

2．橡膠發(fā)生臭氧龜裂需要一定的應力或應變，未受拉伸的橡膠臭氧老化后表面形成類(lèi)似噴霜狀的灰白色的硬脆膜。在應力或應變作用下，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(lèi)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活性，降低了臭氧反應能力；供電子取代基增加了電子云密度，提高了雙鍵的反應活性，提高了臭氧反應能力。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，橡膠結構不同，臭氧老化特性不同。如NR短時(shí)間產(chǎn)生龜裂，但龜裂增長(cháng)速度慢；SBR、BR、NBR產(chǎn)生龜裂所需時(shí)間長(cháng)，但龜裂增長(cháng)速度快。

3．應力應變的影響：

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，最終使橡膠斷裂。

低伸長(cháng)產(chǎn)生的裂紋數量少，龜裂增長(cháng)速率快，裂紋深；高伸長(cháng)產(chǎn)生的裂紋數量多，龜裂增長(cháng)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

1．物理防護法：

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，結晶度較高，形成大的結晶，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鏈烷烴組成，形成小而不規整的結晶，熔點(diǎn)57~100℃。

蠟類(lèi)是比較脆的物質(zhì)，在動(dòng)態(tài)情況下，蠟膜容易產(chǎn)生動(dòng)態(tài)破裂，所以在動(dòng)態(tài)情況下應使用蠟類(lèi)與抗臭氧劑并用等辦法。

2．化學(xué)防護法

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。常用的是對苯二胺類(lèi)。

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