一、橡膠老化的概念
橡膠或橡膠制品在加工、貯存和使用的過程中,由于受內(nèi)、外因素的綜合作用(如熱、氧、臭氧、金屬離子、電離輻射、光、機械力等)使性能逐漸下降,以至于最后喪失使用價值,這種現(xiàn)象稱為橡膠的老化。
橡膠老化的現(xiàn)象多種多樣,例如:生膠經(jīng)久貯存時會變硬,變脆或者發(fā)粘;橡膠薄膜制品(如雨衣、雨布等)經(jīng)過日曬雨淋后會變色,變脆以至破裂;在戶外架設(shè)的電線、電纜,由于受大氣作用會變硬,破裂,以至影響絕緣性;在倉庫儲存的或其他制品會發(fā)生龜裂;在實驗室中的膠管會變硬或發(fā)粘等。此外,有些制品還會受到水解的作用而發(fā)生斷裂或受到霉菌作用而導(dǎo)致破壞,所有這些都是橡膠的老化現(xiàn)象。
老化過程是一種不可逆的化學(xué)反應(yīng),象其他化學(xué)反應(yīng)一樣,伴隨著外觀、結(jié)構(gòu)和性能的變化。
二.橡膠在老化過程中所發(fā)生的變化
1、外觀變化
橡膠品種不同,使用條件不同,發(fā)生的變化也不同。
變軟發(fā)粘:天然橡膠的熱氧化、氯醇橡膠的老化。
變硬變脆:順丁橡膠的熱氧老化,丁腈橡膠、丁苯橡膠的老化。
龜裂:不飽和橡膠的臭氧老化、大部分橡膠的光氧老化、但龜裂形狀不一樣。
發(fā)霉:橡膠的生物微生物老化。
另外還有:出現(xiàn)斑點、裂紋、噴霜、粉化泛白等現(xiàn)象。
2、性能變化(最關(guān)鍵的變化
物理化學(xué)性能的變化:比重、導(dǎo)熱系數(shù)、玻璃化溫度、熔點、折光率、溶解性、熔脹性、流變性、分子量、分子量分布;耐熱、耐寒、透氣、透水、透光等性能的變化。
物理機械性能的變化:拉伸強度、伸長率、沖擊強度、彎曲強度、剪切強度、疲勞強度、彈性、耐磨性都下降。
電性能的變化:絕緣電阻、介電常數(shù)、介電損耗、擊穿電壓等電性能的變化、電絕緣性下降。
外觀變化、性能變化產(chǎn)生的原因是結(jié)構(gòu)變化。
3、結(jié)構(gòu)變化
分子間產(chǎn)生交聯(lián),分子量增大;外觀表現(xiàn)變硬變脆。
分子鏈降解(斷裂),分子量降低,外觀表現(xiàn)變軟變粘。
分子結(jié)構(gòu)上發(fā)生其他變化:主鏈或側(cè)鏈的改性,側(cè)基脫落弱鍵斷裂(發(fā)生在特種橡膠中)。