[哲学]第四章 防护体系.ppt

第四章 老化与防护 橡胶老化的表现： （1）变软发粘：含有异戊二烯单元的橡胶热氧老化的结果 （2）变硬发脆：含有丁二烯单元的橡胶热氧老化的结果 （3）变色及龟裂：臭氧老化、光氧老化的结果 （4）发霉及粉化：生物老化的结果 （5）水解：含酯基的橡胶在水中或潮湿环境下使用 一、各种橡胶的热氧老化特点 3、硫化橡胶的热氧老化 橡胶硫化后耐热氧老化性提高 吸氧曲线与自催化氧化* 结晶 1、是一种表面反应 2、是空气中臭氧与橡胶中双键反应的结果 3、未拉伸情况下，表现为变色 拉伸情况下，表现为龟裂，裂纹方向与受力方向垂直 二烯烃橡胶受O3攻击 三、影响因素 4、应力应变 四、臭氧老化的防护 加入抗臭氧剂 五、臭氧老化的典型实例 臭氧作用后的品牌雨刷橡胶-龟裂照片 * School of Polymer Science Engineering 高 分 子 科 学 与 工 程 学 院 橡胶工程教研室 * School of Polymer Science Engineering 高 分 子 科 学 与 工 程 学 院 橡胶工程教研室 青岛科技大学 生胶或橡胶制品在贮存、加工和使用过程中由于受到热、氧、应力应变等作用性能不断下降的现象。 老化 一、老化（aging）的概念及表现 第一节 概 述 二、橡胶老化的原因 内因 橡胶分子链结构（双键、a-H） 橡胶内金属离子 橡胶中的配合剂 外因 物理因素：热、光、电、应力、应变、辐射、水 化学因素：O2、O3、SO2、H2S、酸、碱、金属离子 生物因素：微生物（细菌、酶）、昆虫（白蚁） 多种外因共同起作用，形成不同老化方式。常见老化方式有： （1）热氧老化（heat and oxidative aging） （2）臭氧老化（ozone aging） （3）疲劳老化（fatigue aging） （4）金属离子催化氧化（metallic ion accelerated aging） （5）光氧老化（light oxidation） 三、橡胶老化的防护方法 物理防护法：尽量避免橡胶与老化因素相互作用的方法 化学防护法：参与老化反应，尽可能延缓或阻滞老化反应继续 进行的方法 物理防护法 橡塑共混 橡胶并用 表面涂层 加光屏蔽剂 使用防护蜡 化学防护法 加入化学防老剂 胺类防老剂 酚类防老剂 含硫防老剂 防老剂并用 1、不饱和橡胶的热氧老化 特 点：容易引发，有明显的自催化反应现象 结构变化：以分子链断裂为主，变软发粘 以分子链交联为主，变硬发脆 2、饱和橡胶的热氧老化 特 点：引发困难，无明显的自催化反应现象 结构变化：有分子链断裂，也有交联 第二节 橡胶热氧老化及防护 吸氧量 时间/h A B C D O A阶段开始时吸氧速度很高，但很快降到一个非常小的恒定值而进入B阶段。 B阶段为恒速阶段，A-B可合称为诱导期，以比较小的恒定速度吸氧。 BC阶段：自加速阶段（自催化反应阶段） CD阶段：吸氧速度变慢，最后处于稳定期。 二、影响因素 1、橡胶分子链结构 双键 含量：EPR、IIR＞CR、NBR、SBR、BR、NR 位置：EPR ＞IIR 双键上取代基 吸电子基：耐老化性提高 CR ＞BR 供电子基：耐老化性下降 BR ＞NR 饱和碳上的取代基 极性：NBR ＞SBR 大小：位阻大，耐老化性好 2、温度 3、氧气浓度 4、交联键类型 温度升高，耐老化性下降 —C—C—＞—S—＞—S2—＞—Sx— 胺类防老剂 萘胺类：防老剂A、防老剂D 酮胺类：防老剂AW、BLE、DD、RD 对苯二胺类：防老剂4010、4010NA、4020 酚类防老剂 一元酚：防老剂264、SP 二元酚：防老剂2246、2246S、4436、4436S 含硫化合物 硫醇基苯并咪唑：防老剂MB、MBZ 二硫代氨基甲酸盐：BZ、NBC 1、常用的抗氧剂 四、热氧老化的防护 2、抗氧剂的并用 并用效果 对抗效应：1+1＜2 能发生中和反应的防老剂并用 加和效应：1+1=2 抗氧剂与金属离子钝化剂并用 挥发性不同的酚类防老剂并用 并用的好处： （1）可避免单一品种用量高时带来的助氧化现象发生； （2）可提高防护效果，减少防老剂用量； （3）可减轻防老剂喷霜现象发生。 协同效应：1+1＞2 杂协同应：自由基终止型与破 坏ROOH型并用 均协同效应：同类但活性不同的 防老剂并用 自协同效应：硫代双酚 一、臭氧老化的特征 1、分子反应机理 二、臭氧老化机理 第三节 臭氧老化与防护