生(shēng)膠或橡膠制品在加工(gōng)、貯存或使用過程中(zhōng),會受到熱、氧、光等一(yī)幹二淨因素的影響而逐漸發生(shēng)物(wù)理及化學變化, 使其性能下(xià)降, 并喪失用途, 這種現象稱爲橡膠的老化。
橡膠老化過程中(zhōng)常常會伴随一(yī)些顯著的現象, 如在外(wài)觀上可以發現長期貯存的天然橡膠變軟、發黏、出現斑點;橡膠制品有變形、變脆、變硬、龜裂、發黴、失光及顔色改變等。在物(wù)理性能上橡膠有溶脹、流變性能等的改變。在力學性能上會發生(shēng)拉伸強度、 斷裂伸長率、沖擊強度、彎曲強度、壓縮率、彈性等指标下(xià)降。
1、氧
氧在橡膠中(zhōng)同橡膠分(fēn)子發生(shēng)遊離(lí)基鏈鎖反應,分(fēn)子鏈發生(shēng)斷裂或過度交聯,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(yī)。
2、臭氧
臭氧的化學活性比氧高得多,破壞性更大(dà),它同樣是使分(fēn)子鏈發生(shēng)斷裂,但臭氧對橡膠的作用情況随橡膠變形與否而不同。當作用于變形的橡膠(主要是不飽和橡膠)時,出現與應力作用方向垂直的裂紋,即所謂“臭氧龜裂”;作用于變形的橡膠時,僅表面生(shēng)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。但熱的基本作用還是活化作用。提高氧擴散速度和活化氧化反應,從而加速橡膠氧化反應速度,這是普遍存在的一(yī)種老化現象——熱氧老化。
4、光
光波越短、能量越大(dà)。對橡膠起破壞作用的是能量較高的紫外(wài)線。紫外(wài)線除了能直接引起橡膠分(fēn)子鏈的斷裂和交聯外(wài),橡膠因吸收光能而産生(shēng)遊離(lí)基,引發并加速氧化鏈反應過程。紫外(wài)線光起着加熱的作用。光作用其另一(yī)特點(與熱作用不同)是它主要在橡表面進生(shēng)。含膠率高的試樣,兩面會出現網狀裂紋,即所謂 “光外(wài)層裂”。
5、機械應力
在機械應力反複作用下(xià),會使橡膠分(fēn)子鏈斷裂生(shēng)成遊離(lí)基,引發氧化鏈反應,形成力化學過程。機械斷裂分(fēn)子鏈和機械活化氧化過程。哪個能占優勢,視其所處的條件而定。此外(wài),在應力作用下(xià)容易引起臭氧龜裂。
6、水分(fēn)
水分(fēn)的作用有兩個方面:橡膠在潮濕空氣淋雨或浸泡在水中(zhōng)時,容易破壞,這是由于橡膠中(zhōng)的水溶性物(wù)質和清水基團等成分(fēn)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(dà)氣曝露的交替作用下(xià),會加速橡膠的破壞。但在某種情況下(xià)水分(fēn)對橡膠則不起破壞作用,甚至有延緩老化的作用。
7、其它
對橡膠的作用因素還有化學介質、變價金屬離(lí)子、高能輻射、電(diàn)和生(shēng)物(wù)等。