39高分子材料的老化性能测定-南京理工大学.ppt

实验八—高分子材料的老化性能测定 一、 实验目的 1. 了解橡胶的老化机理 2. 掌握鼓风老化试验箱的使用方法 3.测定老化前后的力学性能 二、 实验原理 二、实验原理 橡胶的老化，是指生胶或橡胶制品在加工，储存或使用过程中，由于受热、光、氧等外界因素的影响使其发生物理或者化学变化，使性能逐渐下降的现象。根据外部影响因素的不同，橡胶的老化通常分为：①热氧老化，其影响因素为热和氧的共同作用；②臭氧老化，其影响因素为热和臭氧的共同作用；③疲劳老化，其影响因素为交变应力同氧、臭氧的共同作用；④光氧老化，其影响因素为光与氧共同作用，其中橡胶的热氧老化是最普通而且最重要的一种老化形式，本试验着重研究橡胶的热氧老化。 橡胶在热氧老化过程中的反应属于自由基链式自催化氧化反应，其化学反应可表示为： 引发 RH R·+ H· ROOH RO·+ HO· 2ROOH RO·+ ROO·+ H2O 传递 R·+ O2 ROO· ROO·+ RH ROOH + R· RO·+ RH ROH + R· HO·+ RH R·+ H2O 终止 R·+ R· R R RO·+ R· ROR RO·+ RO· ROOR ROO·+ ROO· 稳定产物 在橡胶的自由基链式氧化老化过程中，自由基链反应可以因交联或断链而终止。因此在反应过程中，可以发生交联或断链反应。不同的橡胶，其热氧老化模型不同，有的以交联反应为主，有的以断链反应为主。随着分子结构的改变，橡胶的性能随之发生变化，可通过热氧老化前后橡胶性能的改变来衡量老化程度。 通常在合成过程中和加工过程中加入防老剂以阻滞橡胶在加工，储存及使用过程中所产生的老化，常用的防老剂有胺类防老剂，酚类防老剂及有机硫化物类防老剂。 三、实验设备和原料 实验中采用标准哑铃状拉伸试条。 老化实验采用401A鼓风老化试验箱，老化温度为100℃，老化时间为6小时。 CMT微机控制电子万能试验机 （参见力学性能测试——万能电子拉力机的使用） 四、 实验步骤 将试样用回形针固定于工作转盘上，开启老化试验箱，6小时后取出物料，测定物料老化前后的拉伸性能，按下式计算老化系数。 老化系数 = （老化后断裂伸长率×老化后扯断强度）/ （老化前断裂伸长率×老化前扯断强度）×100% 五、思考题 五、思考题 1. 试分析影响橡胶老化的主要因素。 南京理工大学化工学院 * 南京理工大学化工学院