浅谈橡胶制品老化的原因以及防止老化的方法

第三方检测 · 发表于 2013-1-18 16:42:37

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橡胶制品老化的原因以及如何防止橡胶制品的老化方法有哪些？

一、橡胶制品老化原因

在1885年人们就发现受到拉伸的橡胶在老化过程中发生龟裂，当时人们曾认为是由于
阳光的照射所致，但后来发现未经阳光照射的橡胶制品上，同样也有龟裂产生。后来经过分
析发现，不受阳光的照射的橡胶拉伸所产生的龟裂，是由于大气中存在的臭氧所致。

在距离地面20-30km的高空，氧气分子在阳光照射下会产生牛气分子形成一层臭氧层。
尽管地表的臭氧浓度较低，但引起的橡胶才华现象也不容忽视，越来越受众的重视。

橡胶的臭氧老化与其他因素所产生的老化有所不同，主要有如下表现。
(1)橡胶的臭氧老化是一种表面反应，未受应力的橡胶表面反应尝试为
10-40个分子厚，或
(10~50)*10-6次方
mm厚。
(2)未受拉伸的橡胶暴露在
O3环境中时，橡胶与
O3反应直到表面上的双键完全反应完后终
止，在表面上形成一层类似喷霜状的灰色硬脆膜，使其失去光泽。受拉伸的橡胶在产生臭氧
老化时，表面要产生臭氧龟裂，但通过研究认为，橡胶的臭氧龟裂有一临界应力存在，当橡
胶的伸长或所受的应力低于临界值时，在发生臭氧老化时是不会产生龟裂的，这是橡胶的固
有特性。
(3)橡胶在产生臭氧龟裂时，裂纹的方向与受力的方向垂直，这是臭氧龟裂与光氧老化致龟
裂的不同之处，介应当注意，在多方向受到应力的橡胶产生臭氧老化时，所产生的臭氧龟裂
很有难看出方向性，与光氧老化所产生的龟裂相似。
老化是橡胶等高分子材料中存在的一种较为普遍的现象，它会使橡胶的性能劣化，影响
橡胶制品的使用价值及使用寿命，橡胶防护体系是延缓橡胶的老化，延长制品的使用寿命。
橡胶防护体系主要是防老剂，防老剂型按作用原理可分为化学防老剂和物理防老剂；按防护
的目标分为抗氧剂、护臭氧剂、光屏蔽剂、金属钝化剂等，也可按化学结构进行分类。

(1)橡胶老化的现象：生胶或橡胶制品在加工、贮存或使用过程中，会受到热、氧、光等一
干二净因素的影响而逐渐发生物理及化学变化，使其性能下降，并丧失用途，这种现象称为
橡胶的老化。橡胶老化过程中常常会伴随一些显著的现象，如在外观上可以发现长期贮存的
天然橡胶变软、发黏、出现斑点；橡胶制品有变形、变脆、变硬、龟裂、发霉、失光及颜色
改变等。在物理性能上橡胶有溶胀、流变性能等的改变。在力学性能上会发生拉伸强度、断
裂伸长率、冲击强度、弯曲强度、压缩率、弹性等指标下降。
(2)橡胶老化的原因：橡胶发生老化现象源于其长期受热、氧、光、机械力、辐射、化学介
质、空气中的臭氧等外部因素的作用，使其大分子链发生化学变化，破坏了橡胶原有化学结
构，从而导致橡胶性能变坏。导致橡胶发生老化现象的外部因素主要有物理因素、化学因素
及生物因素。物理因素包括热、光、电、应力等；化学因素包括氧、臭氧、酸、碱、盐及金
属离子等；生物因素包括微生物
(霉菌、细菌
)、昆虫
(白蚁等
)。这些外界因素在橡胶老化过
程中，往往不是单独起作用，而是相互影响，加速橡胶老化进程。如轮胎胎侧在使用过程中
就会受到热、光、交变应力和应变、氧、臭氧等多种形式因素的影响。
不同的制品在不同的使用条件下，各种因素的作用程度不同，其老化情况也不一样。即
使同一制品，因使用的季节和地区不同，老化情况也有区别。因此，橡胶的老化是由多种因
素引起的综合的化学反应。在这些因素中，最常见且最重要的化学因素是氧和臭氧；物理因
素是热、光和机械应力。一般橡胶制品的老化均是由它们中的一种或几种因素共同作用的结
果，最常见的热氧老化，其次有臭氧老化、疲劳老化和光氧老化。

二、橡胶制品防止老化的办法
橡胶老化的防护方法：随着橡胶的老化进程，橡胶性能逐渐下降，其使用价值也逐步丧
失。因此，研究的老化及防护方法有着极为重要的实用和经济意义。由于橡胶的老化是一种
复杂的综合化学反应过程，而且要绝对防止橡胶老化的发生是不可能的。因此，只有认真的
研究导致橡胶发生老化的各种原因，并根据这些原因对症下药，采取适当的措施，延缓橡胶
老化的速度，从而达到延长橡胶使用寿命的目的。由于导致橡胶制品老化的因素各不相同，
因而应根据不同的老化机理采取相应的防老化措施，主要有物理防护及化学防护法。物理防
护法是指尽量避免橡胶与各种老化因素相互作用，如采用橡塑共混、表面镀层或处理、加光
屏蔽剂、加石蜡等。化学防护法是指主动加入物质来防止或延缓橡胶老化反应继续进行，如
加入胺类或酚类化学防老剂。

防老化主要是从减少硫化橡胶的高分子链上的不饱和双键为主，比如，用一些支链改性，
利用特殊的化学反应，使不饱和键饱和，从而使分子结构的层面予以提高耐老化能力，延缓
老化并延长其使用寿命。

其次是在橡胶，塑料等加工过程中添加防老剂，比如，在硫化橡胶的配方中添加紫外线
稳定剂，防霉剂，热稳定剂等，添加防止臭氧或氧气引起老化的抗氧剂。

再次，还可以用增加涂层和防护膜的物理防护的方法，如浸凃防老化剂溶液，涂漆，镀
金属等。

三、橡胶制品老化测试检测项目包括

材料寿命推算，冷热冲击，盐雾测试，快速温变，人工气候老化，自然气候暴晒试验，紫外老化检测，臭氧老化检测，湿热老化检测，氙灯老化检测，碳弧灯老化检测等。

stoneavid · 发表于 2013-1-18 16:55:22

感谢楼主分享~

我为胶狂 · 发表于 2013-1-18 17:42:19

谢楼主···

陈工 · 发表于 2013-1-18 17:57:06

请注意：不要在附件中做广告，不要以技术贴的形式做广告

此贴附件已经做了相应的编辑

CW那颜德伽 · 发表于 2013-1-18 18:10:02

资料不错，感谢楼主分享

ckp002 · 发表于 2013-4-11 22:45:41

感谢楼主，资料不错

ckp002 · 发表于 2013-4-11 22:48:09

谢谢，楼主

sheu7960 · 发表于 2013-4-12 10:23:05

随便看看！

淘宝 · 发表于 2013-6-16 20:55:18

看看学习

zhg · 发表于 2013-6-16 21:20:19

了解一下，谢谢楼主。

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