一、基本概念

　　1、橡膠老化是指橡膠或橡膠制品在加工、儲存和使用過程中，由于各種外界因素，使橡膠或橡膠制品原有的優良性能逐漸喪失，從而喪失使用價值。

　　2.影響老化的因素

　　(1) 化學因素

　　(2) 物理因素

　　(3) 生物因素

　　三、老化現象及特點

　　(1) 外觀形態

　　(2) 物理機械性能方面

　　(3)在物理性能方面

　　(4)在電性能方面

　　橡膠老化的本質是橡膠的分子結構在各種外界因素的作用下發生了變化

　　4、防止橡膠老化的措施

　　(1)選擇耐老化性好的生膠品種

　　(2)選擇耐老化性好的硫化體系

　　(3)添加保護助劑(抗老化劑)

　　防老劑是指延緩或抑制橡膠老化的化學品。注：有些橡膠不需要添加抗氧劑

　　二、橡膠老化的過程

　　(1)熱氧的作用

　　1、橡膠熱氧老化的吸氧過程

　　一段 - 最初的反應發生

　　B段-恒速反應期

　　A—B段稱為誘導期，即橡膠的使用期

　　C段——加速反應期

　　D段——橡膠的吸氧率轉移到一個常數

　　橡膠熱氧老化過程中的吸氧量和吸氧量 速度與ROOH累積量與時間的關系

　　2、熱氧化老化反應過程

　　熱氧化老化反應過程：

　　①鏈啟動：

　　RH+O2 → R*+HO2*

　　或 ROOH → RO*+OH *

　　2ROOH → RO*+RO2*+H2O

　　②鏈增長：

　　RO2*+RH → ROOH+R*

　　R*+O2 → RO2*

　　可能存在二次連鎖反應

　　ROOH分解低分子量物質

　　③ 鏈終止

　　2 RO2*→ 非自由基化合物+O2

　　2 R* → R—R

　　R*+RO2* → ROOR

　　橡膠熱氧化老化過程中的結構變化分為兩類：

　　一是分子鏈斷裂，變成更小的分子鏈，這說明橡膠在外觀上變軟變粘;如NR、IR、IIR、CO、ECO老化。

　　二是分子鏈之間發生交聯，橡膠變硬、變脆、失去彈性。比如某人R、BR、CR老化。

　　三、影響橡膠熱氧化老化的因素

　　(1) 橡膠種類的影響

　　雙鍵的影響;雙鍵取代基的影響;空間位阻效應;橡膠連接性能的影響

　　(2) 溫度

　　(3) 氧氣濃度

　　(4) 金屬離子(也稱為變價金屬離子)

　　(2)金屬離子的作用

　　可變價金屬離子：Cu、Co、Mn、Fe、Ni等。

　　(一)金屬離子的主要來源：

　　①在生膠制造過程中混入

　　②在橡膠制品加工過程中混入

　　③產品使用過程中的混雜

　　(2)變價金屬離子對橡膠氧化的影響

　　一方面是鏈引發加速了氧化過程(即縮短了誘導期);另一方面，它催化過氧化氫分解成自由基。

　　①金屬離子發生氧化還原反應生成自由基

　　男性+ + O2 → 我 (n+1)+ + O2-

　　Me(n+1)+ + RH → R* + H+ +Men+

　　②氫過氧化 物質分解產生自由基

　　ROOH +Me(n+1)+ → RO2*+ Men+ + H+

　　ROOH + Men+ → RO* + Me(n+1)+ + OH-

　　(3)臭氧的作用\n1.臭氧破壞的特點：

　　在破壞橡膠表面的表面上形成的臭氧化膜加速了O3向內層的擴散。 O3不斷接觸橡膠表面并加深裂紋

　　(1)橡膠的臭氧老化是一種表面反應。

　　(2)橡膠的臭氧開裂需要一定的應力或應變。經臭氧老化后，未拉伸橡膠表面形成霜狀灰白色硬脆膜。在應力或應變的作用下，薄膜會發生臭氧開裂。

　　(3)臭氧開裂的開裂方向與受力方向垂直。

　　二、影響橡膠臭氧老化的因素

　　(1) 橡膠種類的影響

　　雙鍵含量;雙鍵碳原子上取代基的特征

　　(2) 臭氧濃度的影響

　　(3) 應力應變影響

　　(4) 溫度的影響

　　臭氧開裂的兩個因素：變形、臭氧

　　耐臭氧老化：CR>BR>NR

　　(4)光的作用

　　反應過程：

　　光

　　RR R* + R*(CC 鍵斷裂)

　　光

　　RH R* + H*(CH鍵斷裂)

　　光

　　ROOH RO2* + H* 或 RO* + * OH

　　橡膠分子各部分化學鍵的光解能大小

　　CC CH CH(aH)CS SS

　　裂解能/(Kcal/mol)83.6 79.5 75.6 76~65 72

　　紫外光波長/nm 314 359 378 397~427 395

　　(5) 機械力的影響

　　1.機械力的影響

　　(1) 機械力使分子鏈斷裂，加速氧化過程

　　力量

　　RR R* + R*

　　(2)機械力可以激活氧化過程

　　疲勞老化——由機械力引起的橡膠老化現象。包括彎曲開裂(機械力氧化)和臭氧開裂(機械力臭氧化)。

　　疲勞老化過程本質上是由機械力、氧化和臭氧作用共同作用產生的

　　2、影響疲勞老化的因素

　　(1)頻率和振幅越高，越容易疲勞時效

　　(2) 溫度

　　(3) 空間介質

　　氧氣：容易引起疲勞老化;惰性氣體和氮氣：減緩疲勞老化

　　(4) 填料和增強劑的活性

　　(5) 橡膠的崩刃性

　　連接芯橡膠：耐拉伸變形疲勞老化，如NR;非結芯橡膠：抗壓縮變形疲勞老化，如SBR

　　(6) 交聯鍵的結構【以上內容由橡膠護舷為你整理發布】

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