橡胶材料与配方 第二版课件 教学课件 ppt 作者 聂恒凯 主编第三章 橡胶防护体系.ppt

基本特性 (1)用于天然橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶、异戊橡胶、丁腈橡胶和丁基橡胶中作抗臭氧剂。 (2)除防老剂AW以外，抗臭氧作用最显著的是对苯二胺衍生物，最有名的是被称之为“4000系列”的几个品种，即4010、4010NA、4020、4030等。 (3)4000系列中抗臭氧效能最好、用途最广泛的是4010NA，但它能被水从橡胶制品中抽提出来，而4020不会被水抽出，所以凡能和水接触的制品(如轮胎)，越来越广泛使用4020。 (4)4000系列防老剂与萘胺类防老剂以及微晶石蜡并用能产生很强的协同效应，在实用中很有价值。 (5)烷基和芳基置换的联氨(腙和脎)也是一类抗臭氧剂，但其抗臭氧作用远不及对苯二胺系产物。由于它具有不污染的特点，尽管效能差些，仍有实用意义。 (6)喹啉和对苯二胺类均属污染型防老剂，腙和脎系为非污染型防老剂。 基本用法 (1)直接加入胶料，可单用，亦可与其他防老剂并用。 (2)一般用量0.5～3.0份，通常用1.0～2.5份。 2．物理抗臭氧剂 典型品种 合成地蜡、微晶蜡等 制法 由石油或页岩油的重馏分加工精制而得。 基本特性 (1)配炼时加入胶料，其用量超过在橡胶中的溶解度时，硫化后喷出橡胶制品表面，形成一层保护膜，防止制品受臭氧攻击而产生龟裂。 (2)石蜡与地蜡相比，前者迁移速度快，易成膜，但防护效能差，后者结晶均匀，蜡膜与橡胶表面结合牢，屈挠性好，故防护性能优于前者。 (3)防护蜡一般对静态抗臭氧龟裂效果显著，但动态下抗臭氧主要依靠化学抗臭氧剂，由于蜡的迁移速度快，有助于化学抗臭氧剂扩散，故两者并用，无论对静态或是动态抗臭氧性能更佳。 （二）防止臭氧老化的方法 物理方法防止臭氧老化的方法具体有：①在橡胶中加入蜡；②覆盖或涂刷橡胶的表面；③在橡胶中加入耐臭氧的高聚物。常用的方法是加入蜡 当防老剂AW与防老剂4010NA并用时，还可以产生协同效应 第四节橡胶的疲劳老化及防护 橡胶在交变应力或应变作用下，物理机械性能逐渐变坏，以致最后丧失使用价值的现象称为疲劳老化 一、 橡胶的疲劳老化机理 1.机械破坏理论 第一阶段：承受负荷后应力或变形急剧下降阶段（应力软化现象） 第二阶段：应力或变形的变化较为缓慢，在表面或内部产生破裂核的阶段（温度不太高时产生硬化现象） 第三阶段：破坏核增大直到整体破坏阶段（破坏现象） 2.力化学机理 在变形的硫化胶中表现出两个相互竞争的趋势：一是在机械应力作用下使主链的C—C减弱所导致的氧化过程的机械活化作用；另一是由于降低了变形分子链的构象运动性而抑制了化学反应。在氧化的初始阶段，当机械应力相当高时，第一个趋势是主要的。当经过松弛，应力较大地降低后，第二个趋势是主要的 二、疲劳老化的防护 1.影响疲劳老化的因素 橡胶的疲劳老化其实是由机械力、氧气、臭氧等多种因素综合作用产生的，其实质是一种力—化学过程。 2.疲劳老化的防护 橡胶疲劳老化的有效防护方法是在胶料中加入屈挠—龟裂抑制剂，它的作用是提高橡胶疲劳过程中结构变化的稳定性，特别是在高温条件下能发挥阻碍应力活化产生的氧化反应和臭氧化反应，一般有效的屈挠—龟裂抑制剂多是一些酮和芳胺的缩合物（如防老剂AW、BLE等）以及对苯二胺类防老剂 思考题 1.什么是橡胶的老化？橡胶发生老化会产生哪些现象？引起橡胶老化的原因有哪些？ 2.什么是防老剂？橡胶防护老化的方法有哪些？ 3.为什么说橡胶的热氧老化是一个自由基链式自催化加速过程？ 4.哪些因素将加速橡胶的热氧老化过程？ 5.橡胶的热氧老化防老剂的哪些类型？其防护机理分别是什么？ 6.橡胶的臭氧老化有何特点？如何防护？ 7.为什么说橡胶疲劳老化的实质是一个力-化学过程？影响橡胶疲劳老化的因素有哪些？ 8.轮胎胎面胶应该如何选用防老剂？内层帘布胶如何选用防老剂？ 第一节 概 述 一、橡胶老化的概念 所谓橡胶的老化(或劣化)，是指生胶或橡胶制品在加工、贮存或使用过程中，由于受热、光、氧等外界因素的影响使其发生物理或化学变化，使性能逐渐下降的现象。 其实质是因为橡胶在老化过程中发生了结构变化。经研究表明，橡胶在老化过程中分子结构可发生如下几种类型的变化：①分子链降解；②分千链之间产生交联；③ 主链或侧链的改性。因橡胶品种及老化条件的不同，橡胶分子结构的变化也不一样．外观的表现也不尽相同。 二、橡胶老化的原因 橡胶的老化除受其本身的分子结构影响外，主要受其工作的环境即外部因素的影响。这些外部因素可分为物理因素，化学因素和生物因素三种类型 最普遍的是热氧老化，其次是臭氧老化，疲劳老化和光氧老化。 三、橡胶老化的防护 物理防护法和化学防护法： 所谓物理防护法是指能够尽量避免橡胶与老化因素相互作用的方法，如橡塑共混，表面镀层或处