天然橡膠或天然膠制品產(chǎn)生的老化主要可分為降解與交聯(lián)兩種反應(yīng),熱氧老化是典型的降解型老化;但天然膠或制品老化降解與交聯(lián)通常同時(shí)發(fā)生,只是降解占主導(dǎo)地位就表現(xiàn)為降解老化,出現(xiàn)分子量降低、彈性急劇下降、天然膠制品表面發(fā)粘等問(wèn)題。在實(shí)際生產(chǎn)與應(yīng)用過(guò)程中,很多物理因素也會(huì)導(dǎo)致天然膠出現(xiàn)老化降解或交聯(lián)。
3.物理因素導(dǎo)致天然膠老化
天然橡膠或天然膠制品在高溫、光、輻射或機(jī)械力等物理作用下會(huì)導(dǎo)致橡膠大分子主鏈或側(cè)基斷裂,天然膠出現(xiàn)老化現(xiàn)象。
①高溫導(dǎo)致天然膠老化降解:理論上天然膠在惰性氣體或隔絕空氣的狀態(tài)下,溫度達(dá)到200℃時(shí)會(huì)達(dá)到化學(xué)鍵分解鍵能,大分子主鏈開(kāi)始斷裂,產(chǎn)生降解;300℃以上迅速降解。
②光老化:天然橡膠在真空或惰性氣體中對(duì)光照分外敏感,紫外線照射下,低于150℃的溫度下出現(xiàn)凝膠化問(wèn)題的同時(shí)還會(huì)有氫氣1JLYY1120析出,因此天然膠制品基本不能接受長(zhǎng)時(shí)間的光照。
③輻射老化:天然膠與天然膠制品在X射線或γ射線的作用下,交聯(lián)內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)離子化作用、產(chǎn)生自由基,導(dǎo)致天然膠分子主鏈斷裂、側(cè)基脫落、或者相互交聯(lián)等問(wèn)題,天然膠或制品老化,使用壽命縮短直至失去使用價(jià)值。
④天然膠疲勞老化:天然橡膠或天然膠制品內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)在某種頻率或周期應(yīng)力作用下發(fā)生變化會(huì)產(chǎn)生疲勞老化,主要是由于分子鏈?zhǔn)艿竭B續(xù)摩擦,分子內(nèi)摩擦生熱不斷累積導(dǎo)致分子鏈弱鍵斷裂形成裂紋,裂紋處產(chǎn)生應(yīng)力集中又會(huì)導(dǎo)致裂紋不斷增長(zhǎng),最終HB天然膠或制品失去使用價(jià)值。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中,天然膠發(fā)生疲勞老化的同時(shí)一般還會(huì)受到溫度、氧、臭氧、光以及化學(xué)介質(zhì)等老化因素的影響。
⑤接觸介質(zhì)導(dǎo)致天然膠老化:天然膠制品一般不能長(zhǎng)期暴露在空氣或海水中,根本原因是這些介質(zhì)會(huì)加速天然膠TRJ的老化進(jìn)程,主要表現(xiàn)為天然膠拉伸強(qiáng)度與扯斷伸長(zhǎng)率不斷下降,同種介質(zhì)中溫度越高、力學(xué)性能下降越快。
天然橡膠作為最傳統(tǒng)的橡膠品種,自身具備獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),在各行各業(yè)中有廣泛應(yīng)用;但天然膠耐老化性能差又是有目共睹的,在很多特殊場(chǎng)合難以使用;研究天然膠及制品老化原因,可以給出行之有效的措施,比如使用防老劑,或是與丁苯膠、順丁橡膠、再生橡膠并用等,提高天然膠或天然膠制品耐老化性能,擴(kuò)大天然膠使用范圍、延長(zhǎng)天然膠制品使用壽命。
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