日晒老化试验机评估橡胶老化及老化防护方法

　　橡胶在热氧老化过程中的结构变化可分为二类：一类是以分子链降解为主的热氧老化反应（裂解化）；二类是以分子链之间交联为主的热氧老化（结构化），日晒老化试验机是评估橡胶老化的常用仪器。

 

　　天然橡胶等含有异戊二烯橡胶、丁基橡胶、二元乙丙橡胶、均聚型氯醇橡胶及共聚氯醇橡胶等。这类橡胶在发生热氧老化后的外观表现为变软、发粘。

 

　　顺丁橡胶含有丁二烯的橡胶在热氧老化过程中，发生的主要是交联反应，类似的橡胶品种还有NBR／SBR／CR／ERDM／FPM／CSM等。这类橡胶在发生热氧老化后的外观表现为变硬、变脆。

 

　　橡胶老化影响因素主要有：

 

　　1、氧：氧在橡胶中同橡胶分子发生游离基连锁反应，分子链发生断裂或过度交联，引起橡胶性能的改变。氧化作用是橡胶老化的重要原因之一。

 

　　2、臭氧：臭氧的化学活性比氧高得多，破坏性更大，它同样是使分子链发生断裂，但臭氧对橡胶的作用情况随橡胶变形与否而不同。当作用于变形的橡胶（主要是不饱和橡胶）时，出现与应力作用方向直的裂纹，即所谓“臭氧龟裂”；作用于变形的橡胶时，仅表面生成氧化膜而不龟裂。

 

　　3、热：提高温度可引起橡胶的热裂解或热交联。但热的基本作用还是活化作用。提高氧扩散速度和活化氧化反应，从而加速橡胶氧化反应速度，这是普遍存在的一种老化现象——热氧老化。

 

　　4、机械应力：在机械应力反复作用下，会使橡胶分子链断裂生成游离荃，引发氧化链反应，形成力化学过程。机械断裂分子链和机械活化氧化过程。哪能个占优势，视其所处的条件而定。此外，在应力作用下容易引起臭氧龟裂。

 

　　5、水分：水分的作用有两个方面：橡胶在潮湿空气淋雨或长期浸泡在水中时，容易破坏，这是由于橡胶中的水溶性物质和亲水基团等成分被水抽提溶解，水解或吸收等原因引起的。特别是在水浸泡和大气曝露的交替作用下，会加速橡胶的破坏。但在某种情况下水分对橡胶则不起破坏作用，甚至有延缓老化的作用。

 

　　6、油类：在使用过程如果和油类介质长期接触，油类能渗透到橡胶内部使其产生溶胀，致使橡胶的强度和其他力学性能降低。油类能使橡胶发生溶胀，是因为油类渗入橡胶后，产生了分子相互扩散，使硫化胶的网状结构发生变化。

 

　　7、其它：对橡胶的作用因素还有化学介质、变价金属离子、高能辐射、电和生物等。

 

　　橡胶老化防护方法：

 

　　由于橡胶老化是一种复杂的综合化学反应过程，而且要防止橡胶老化是不可能的，可采取适当的措施，延缓橡胶老化的速度，从而达到延长橡胶使用寿命的目的。防老化措施主要有物理防护及化学防护法。

 

　　物理防护法是指尽量避免橡胶与各种老化因素相互作用，如采用表面度层或处理，加光屏蔽剂，加石蜡等。

 

　　化学防护法是指加入某些物质来防止或延缓橡胶老化继续进行，如加入胺类或酚类化学防老剂。

 

　　为了提高防护效果，在实际应用时常常选用二种或二种以上具有不同作用机理的防老剂进行并用，或选用同一防护机理的防老剂并用，或选用在同一分子上按不同机理起作用的基团同时存在的防老剂，并用后效果有三种，如下：

 

　　1、对抗效应是指两种或两种以上的防老剂并用时，所产生的效果要小于他们单独使用时的效果之和。研究表明，当显酸性的防老剂与显碱性的防老剂并用时，由于二者将产生类似于盐的复合物，因而产生对抗效应。

 

　　炭黑在橡胶中既有抑制氧化的作用又有助氧化的作用，在链断裂型防老剂存在下，炭黑的抑制效果减小，或在炭黑存在下防老剂防护效能下降，都清楚的表明他们之间产生了对抗效应。

 

　　2、加禾效应是指防老剂并用后所产生的防护效果等于他们各自使用小之和。在选择防老剂并用时，能产生加禾效应时基本的要求。同类型防老剂并用后通常只产生加禾效应，但有时并用后会获得其他好处。例如，两种挥发性不同的酚类防老剂并用，不但能产生加禾效应，而且与等量的单独使用一种防老剂相比能够在更广泛的温度范围内发挥抑制效能。

 

　　3、协同效应是指防老剂并用后效果大于每种防老剂单独使用的效果之和。

 

　　橡胶老化性能检测：

 

　　橡胶臭氧老化试验箱是检测橡胶老化性能的专业仪器，橡胶臭氧老化试验箱用于非金属材料和橡胶制品的老化龟裂试验，测试橡胶及其制品的耐臭氧老化性能。

 

　　适用标准：

 

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

 

　　测试原理：

 

　　硫化橡胶、热塑料橡胶、电缆绝缘护套等产品在静态拉伸或连续的动态拉伸变形下，或在间断的动态拉伸与静态拉伸交替的变形下暴露于密闭无光照含有恒定臭氧浓度的空气和恒温的试验箱中，检测试样表面发生的龟裂或其它性能的变化程度，以评定橡胶的耐臭氧老化性能。