日曬老化試驗(yàn)機(jī)評(píng)估橡膠老化及老化防護(hù)方法

橡膠在熱氧老化過(guò)程中的結(jié)構(gòu)變化可分為二類(lèi)：一類(lèi)是以分子鏈降解為主的熱氧老化反應(yīng)（裂解化）；二類(lèi)是以分子鏈之間交聯(lián)為主的熱氧老化（結(jié)構(gòu)化）。上海千實(shí)精密機(jī)電科技有限公司生產(chǎn)的日曬老化試驗(yàn)機(jī)可用于評(píng)估橡膠老化性能。

天然橡膠等含有異戊二烯橡膠、丁基橡膠、二元乙丙橡膠、均聚型氯醇橡膠及共聚氯醇橡膠等。這類(lèi)橡膠在發(fā)生熱氧老化后的外觀表現(xiàn)為變軟、發(fā)粘。

順丁橡膠含有丁二烯的橡膠在熱氧老化過(guò)程中，發(fā)生的主要是交聯(lián)反應(yīng)，類(lèi)似的橡膠品種還有NBR／SBR／CR／ERDM／FPM／CSM等。這類(lèi)橡膠在發(fā)生熱氧老化后的外觀表現(xiàn)為變硬、變脆。

橡膠老化影響因素主要有：

1、氧：氧在橡膠中同橡膠分子發(fā)生游離基連鎖反應(yīng)，分子鏈發(fā)生斷裂或過(guò)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。

2、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。

3、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。

4、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(guò)程。機(jī)械斷裂分子鏈和機(jī)械活化氧化過(guò)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。

5、水分：水分的作用有兩個(gè)方面：橡膠在潮濕空氣淋雨或長(zhǎng)期浸泡在水中時(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。

6、油類(lèi)：在使用過(guò)程如果和油類(lèi)介質(zhì)長(zhǎng)期接觸，油類(lèi)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(lèi)能使橡膠發(fā)生溶脹，是因?yàn)橛皖?lèi)滲入橡膠后，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。

7、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。

橡膠老化防護(hù)方法：

由于橡膠老化是一種復(fù)雜的綜合化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，而且要防止橡膠老化是不可能的，可采取適當(dāng)?shù)拇胧泳徬鹉z老化的速度，從而達(dá)到延長(zhǎng)橡膠使用壽命的目的。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，如采用表面度層或處理，加光屏蔽劑，加石蠟等。

化學(xué)防護(hù)法是指加入某些物質(zhì)來(lái)防止或延緩橡膠老化繼續(xù)進(jìn)行，如加入胺類(lèi)或酚類(lèi)化學(xué)防老劑。

為了提高防護(hù)效果，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)常常選用二種或二種以上具有不同作用機(jī)理的防老劑進(jìn)行并用，或選用同一防護(hù)機(jī)理的防老劑并用，或選用在同一分子上按不同機(jī)理起作用的基團(tuán)同時(shí)存在的防老劑，并用后效果有三種，如下：

1、對(duì)抗效應(yīng)是指兩種或兩種以上的防老劑并用時(shí)，所產(chǎn)生的效果要小于他們單獨(dú)使用時(shí)的效果之和。研究表明，當(dāng)顯酸性的防老劑與顯堿性的防老劑并用時(shí)，由于二者將產(chǎn)生類(lèi)似于鹽的復(fù)合物，因而產(chǎn)生對(duì)抗效應(yīng)。

炭黑在橡膠中既有抑制氧化的作用又有助氧化的作用，在鏈斷裂型防老劑存在下，炭黑的抑制效果減小，或在炭黑存在下防老劑防護(hù)效能下降，都清楚的表明他們之間產(chǎn)生了對(duì)抗效應(yīng)。

2、加禾效應(yīng)是指防老劑并用后所產(chǎn)生的防護(hù)效果等于他們各自使用小之和。在選擇防老劑并用時(shí)，能產(chǎn)生加禾效應(yīng)時(shí)基本的要求。同類(lèi)型防老劑并用后通常只產(chǎn)生加禾效應(yīng)，但有時(shí)并用后會(huì)獲得其他好處。例如，兩種揮發(fā)性不同的酚類(lèi)防老劑并用，不但能產(chǎn)生加禾效應(yīng)，而且與等量的單獨(dú)使用一種防老劑相比能夠在更廣泛的溫度范圍內(nèi)發(fā)揮抑制效能。

3、協(xié)同效應(yīng)是指防老劑并用后效果大于每種防老劑單獨(dú)使用的效果之和。

橡膠老化性能檢測(cè)：

橡膠臭氧老化試驗(yàn)箱是檢測(cè)橡膠老化性能的專(zhuān)業(yè)儀器，橡膠臭氧老化試驗(yàn)箱用于非金屬材料和橡膠制品的老化龜裂試驗(yàn)，測(cè)試橡膠及其制品的耐臭氧老化性能。

適用標(biāo)準(zhǔn)：

GB/T7762-2003；GB/T13642-1992；GB/T2951.1-GB/T2951.10-2008；GB/T2951.21-2008

測(cè)試原理：

硫化橡膠、熱塑料橡膠、電纜絕緣護(hù)套等產(chǎn)品在靜態(tài)拉伸或連續(xù)的動(dòng)態(tài)拉伸變形下，或在間斷的動(dòng)態(tài)拉伸與靜態(tài)拉伸交替的變形下暴露于密閉無(wú)光照含有恒定臭氧濃度的空氣和恒溫的試驗(yàn)箱中，檢測(cè)試樣表面發(fā)生的龜裂或其它性能的變化程度，以評(píng)定橡膠的耐臭氧老化性能。

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