日常如何防止橡膠制品老化
日常如何防止橡膠制品老化
橡膠及其制品在加工，貯存和使用過程中，由于受內(nèi)外因素的綜合作用而引起橡膠物理化學(xué)性質(zhì)和機(jī)械性能的逐步變壞，最后喪失使用價(jià)值，這種變化叫做橡膠老化。今天小編為大家介紹日常防止橡膠老化的方法。
日常生活橡膠制品防止老化的辦法
橡膠老化的防護(hù)方法：隨著橡膠的老化進(jìn)程，橡膠性能逐漸下降，其使用價(jià)值也逐步喪失。因此，研究的老化及防護(hù)方法有著極為重要的實(shí)用和經(jīng)濟(jì)意義。由于橡膠的老化是一種復(fù)雜的綜合化學(xué)反應(yīng)過程，而且要絕對(duì)防止橡膠老化的發(fā)生是不可能的。因此，只有認(rèn)真的研究導(dǎo)致橡膠發(fā)生老化的各種原因，并根據(jù)這些原因?qū)ΠY下藥，采取適當(dāng)?shù)拇胧?，延緩橡膠老化的速度，從而達(dá)到延長橡膠使用壽命的目的。由于導(dǎo)致橡膠制品老化的因素各不相同，
因而應(yīng)根據(jù)不同的老化機(jī)理采取相應(yīng)的防老化措施，主要有物理防護(hù)及化學(xué)防護(hù)法。物理防護(hù)法是指盡量避免橡膠與各種老化因素相互作用，如采用橡塑共混、表面鍍層或處理、加光屏蔽劑、加石蠟等?；瘜W(xué)防護(hù)法是指主動(dòng)加入物質(zhì)來防止或延緩橡膠老化反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，如加入胺類或酚類化學(xué)防老劑。
防老化主要是從減少硫化橡膠的高分子鏈上的不飽和雙鍵為主，比如，用一些支鏈改性，利用特殊的化學(xué)反應(yīng)，使不飽和鍵飽和，從而使分子結(jié)構(gòu)的層面予以提高耐老化能力，延緩老化并延長其使用壽命。
其次是在橡膠，塑料等加工過程中添加防老劑，比如，在硫化橡膠的配方中添加紫外線穩(wěn)定劑，防霉劑，熱穩(wěn)定劑等，添加防止臭氧或氧氣引起老化的抗氧劑。
再次，還可以用增加涂層和防護(hù)膜的物理防護(hù)的方法，如浸凃防老化劑溶液，涂漆，鍍金屬等。
橡膠制品老化因素
A)氧：氧在橡膠中同橡膠分子發(fā)生游離基鏈鎖反應(yīng)，分子鏈發(fā)生斷裂或過度交聯(lián)，引起橡膠性能的改變。氧化作用是橡膠老化的重要原因之一。
B)臭氧：臭氧的化學(xué)活性比氧高得多，破壞性更大，它同樣是使分子鏈發(fā)生斷裂，但臭氧對(duì)橡膠的作用情況隨橡膠變形與否而不同。當(dāng)作用于變形的橡膠(主要是不飽和橡膠)時(shí)，出現(xiàn)與應(yīng)力作用方向直的裂紋，即所謂“臭氧龜裂”;作用于變形的橡膠時(shí)，僅表面生成氧化膜而不龜裂。
C)熱：提高溫度可引起橡膠的熱裂解或熱交聯(lián)。但熱的基本作用還是活化作用。提高氧擴(kuò)散速度和活化氧化反應(yīng)，從而加速橡膠氧化反應(yīng)速度，這是普遍存在的一種老化現(xiàn)象--熱氧老化。
D)光：光波越短、能量越大。對(duì)橡膠起破壞作用的是能量較高的紫外線。紫外線除了能直接引起橡膠分子鏈的斷裂和交聯(lián)外，橡膠因吸收光能而產(chǎn)生游離基，引發(fā)并加速氧化鏈反應(yīng)過程。經(jīng)外線光起著加熱的作用。光作用其所長另一特點(diǎn)(與熱作用不同)是它主要在橡表面進(jìn)生。含膠率高的試樣，兩面會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)狀裂紋，即所謂“光外層裂”。
E)機(jī)械應(yīng)力：在機(jī)械應(yīng)力反復(fù)作用下，會(huì)使橡膠分子鏈斷裂生成游離荃，引發(fā)氧化鏈反應(yīng)，形成力化學(xué)過程。機(jī)械斷裂分子鏈和機(jī)械活化氧化過程。哪能個(gè)占優(yōu)勢(shì)，視其所處的條件而定。此外，在應(yīng)力作用下容易引起臭氧龜裂。
F)水分：水分的作用有兩個(gè)方面：橡膠在潮濕空氣淋雨或浸泡在水中時(shí)，容易破壞，這是由于橡膠中的水溶性物質(zhì)和親水基團(tuán)等成分被水抽提溶解，水解或吸收等原因引起的。特別是在水浸泡和大氣曝露的交替作用下，會(huì)加速橡膠的破壞。但在某種情況下水分對(duì)橡膠則不起破壞作用，甚至有延緩老化的作用。
G)油類：在使用過程如果和油類介質(zhì)長期接觸，油類能滲透到橡膠內(nèi)部使其產(chǎn)生溶脹，致使橡膠的強(qiáng)度和其他力學(xué)性能降低。油類能使橡膠發(fā)生溶脹，是因?yàn)橛皖悵B入橡膠后，產(chǎn)生了分子相互擴(kuò)散，使硫化膠的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。
H)其它：對(duì)橡膠的作用因素還有化學(xué)介質(zhì)、變價(jià)金屬離子、高能輻射、電和生物等。
橡膠制品的保管注意事項(xiàng)
首先橡膠制品保管時(shí)要防止擠壓變形。還要防止橡膠制品的老化。
保管時(shí)橡膠制品最好用紙將其蓋好，保存區(qū)域要保持通風(fēng)、注意防變形。像彈簧、傳動(dòng)帶以及長刀桿和輪胎等零件由于長期受力某種擠壓或者放置不當(dāng)就會(huì)產(chǎn)生塑性變形，應(yīng)在機(jī)架下面加以適當(dāng)?shù)刂?，以便使輪胎不承受?fù)載;機(jī)械上地所有壓緊或拉開地彈簧必須放松。對(duì)橡膠件地保管，最好用熱地石蠟油涂在橡膠表面，一定要放在室內(nèi)地架子上，拆下傳動(dòng)帶放在室內(nèi)妥善保管;有些拆下地易變形零件如長刀桿要放平或垂直掛起;另外拆下地零件如輪胎、輸種管等干燥，但不能受陽光直射。機(jī)庫不足地和機(jī)庫破漏地要新翻建和修葺，捫窗要加固，各機(jī)具之間最好用鏈條串聯(lián)上鎖。
橡膠制品或塑料制品由于受空氣中地氧和陽光中地紫外線作用，容易老化變質(zhì)，會(huì)使橡膠件地彈性變差或折斷。
橡膠制品老化原因
在1885年人們就發(fā)現(xiàn)受到拉伸的橡膠在老化過程中發(fā)生龜裂，當(dāng)時(shí)人們?cè)J(rèn)為是由于陽光的照射所致，但后來發(fā)現(xiàn)未經(jīng)陽光照射的橡膠制品上，同樣也有龜裂產(chǎn)生。后來經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，不受陽光的照射的橡膠拉伸所產(chǎn)生的龜裂，是由于大氣中存在的臭氧所致。
在距離地面20-30km的高空，氧氣分子在陽光照射下會(huì)產(chǎn)生牛氣分子形成一層臭氧層。盡管地表的臭氧濃度較低，但引起的橡膠才華現(xiàn)象也不容忽視，越來越受眾的重視。
橡膠的臭氧老化與其他因素所產(chǎn)生的老化有所不同，主要有如下表現(xiàn)。
(1)橡膠的臭氧老化是一種表面反應(yīng)，未受應(yīng)力的橡膠表面反應(yīng)嘗試為10-40個(gè)分子厚，或(10~50)*10-6次方mm厚。
(2)未受拉伸的橡膠暴露在O3環(huán)境中時(shí)，橡膠與O3反應(yīng)直到表面上的雙鍵完全反應(yīng)完后終止，在表面上形成一層類似噴霜狀的灰色硬脆膜，使其失去光澤。受拉伸的橡膠在產(chǎn)生臭氧老化時(shí)，表面要產(chǎn)生臭氧龜裂，但通過研究認(rèn)為，橡膠的臭氧龜裂有一臨界應(yīng)力存在，當(dāng)橡膠的伸長或所受的應(yīng)力低于臨界值時(shí)，在發(fā)生臭氧老化時(shí)是不會(huì)產(chǎn)生龜裂的，這是橡膠的固有特性。
(3)橡膠在產(chǎn)生臭氧龜裂時(shí)，裂紋的方向與受力的方向垂直，這是臭氧龜裂與光氧老化致龜裂的不同之處，介應(yīng)當(dāng)注意，在多方向受到應(yīng)力的橡膠產(chǎn)生臭氧老化時(shí)，所產(chǎn)生的臭氧龜裂很有難看出方向性，與光氧老化所產(chǎn)生的龜裂相似。
老化是橡膠等高分子材料中存在的一種較為普遍的現(xiàn)象，它會(huì)使橡膠的性能劣化，影響橡膠制品的使用價(jià)值及使用壽命，橡膠防護(hù)體系是延緩橡膠的老化，延長制品的使用壽命。橡膠防護(hù)體系主要是防老劑，防老劑型按作用原理可分為化學(xué)防老劑和物理防老劑;按防護(hù)的目標(biāo)分為抗氧劑、護(hù)臭氧劑、光屏蔽劑、金屬鈍化劑等，也可按化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類。
(1)橡膠老化的現(xiàn)象：生膠或橡膠制品在加工、貯存或使用過程中，會(huì)受到熱、氧、光等一干二凈因素的影響而逐漸發(fā)生物理及化學(xué)變化，使其性能下降，并喪失用途，這種現(xiàn)象稱為橡膠的老化。橡膠老化過程中常常會(huì)伴隨一些顯著的現(xiàn)象，如在外觀上可以發(fā)現(xiàn)長期貯存的天然橡膠變軟、發(fā)黏、出現(xiàn)斑點(diǎn);橡膠制品有變形、變脆、變硬、龜裂、發(fā)霉、失光及顏色改變等。在物理性能上橡膠有溶脹、流變性能等的改變。在力學(xué)性能上會(huì)發(fā)生拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率、沖擊強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、壓縮率、彈性等指標(biāo)下降。
(2)橡膠老化的原因：橡膠發(fā)生老化現(xiàn)象源于其長期受熱、氧、光、機(jī)械力、輻射、化學(xué)介質(zhì)、空氣中的臭氧等外部因素的作用，使其大分子鏈發(fā)生化學(xué)變化，破壞了橡膠原有化學(xué)結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致橡膠性能變壞。導(dǎo)致橡膠發(fā)生老化現(xiàn)象的外部因素主要有物理因素、化學(xué)因素及生物因素。物理因素包括熱、光、電、應(yīng)力等;化學(xué)因素包括氧、臭氧、酸、堿、鹽及金屬離子等;生物因素包括微生物(霉菌、細(xì)菌)、昆蟲(白蟻等)。這些外界因素在橡膠老化過程中，往往不是單獨(dú)起作用，而是相互影響，加速橡膠老化進(jìn)程。如輪胎胎側(cè)在使用過程中就會(huì)受到熱、光、交變應(yīng)力和應(yīng)變、氧、臭氧等多種形式因素的影響。
不同的制品在不同的使用條件下，各種因素的作用程度不同，其老化情況也不一樣。即使同一制品，因使用的季節(jié)和地區(qū)不同，老化情況也有區(qū)別。因此，橡膠的老化是由多種因素引起的綜合的化學(xué)反應(yīng)。在這些因素中，最常見且最重要的化學(xué)因素是氧和臭氧;物理因素是熱、光和機(jī)械應(yīng)力。一般橡膠制品的老化均是由它們中的一種或幾種因素共同作用的結(jié)果，最常見的熱氧老化，其次有臭氧老化、疲勞老化和光氧老化。
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