一、橡膠老化的概念
橡膠或橡膠制品在加工、貯存和使用的過程中,由于受內、外因素的綜合作用(如熱、氧、臭氧、金屬離子、電離輻射、光、機械力等)使性能逐漸下降,以至于最后喪失使用價值,這種現象稱為橡膠的老化。
橡膠老化的現象多種多樣,例如:生膠經久貯存時會變硬,變脆或者發粘;橡膠薄膜制品(如雨衣、雨布等)經過日曬雨淋后會變色,變脆以至破裂;在戶外架設的電線、電纜,由于受大氣作用會變硬,破裂,以至影響絕緣性;在倉庫儲存的或其他制品會發生龜裂;在實驗室中的膠管會變硬或發粘等。此外,有些制品還會受到水解的作用而發生斷裂或受到霉菌作用而導致破壞,所有這些都是橡膠的老化現象。
老化過程是一種不可逆的化學反應,象其他化學反應一樣,伴隨著外觀、結構和性能的變化。
二.橡膠在老化過程中所發生的變化
1、外觀變化
橡膠品種不同,使用條件不同,發生的變化也不同。
變軟發粘:天然橡膠的熱氧化、氯醇橡膠的老化。
變硬變脆:順丁橡膠的熱氧老化,丁腈橡膠、丁苯橡膠的老化。
龜裂:不飽和橡膠的臭氧老化、大部分橡膠的光氧老化、但龜裂形狀不一樣。
發霉:橡膠的生物微生物老化。
另外還有:出現斑點、裂紋、噴霜、粉化泛白等現象。
2、性能變化(最關鍵的變化
物理化學性能的變化:比重、導熱系數、玻璃化溫度、熔點、折光率、溶解性、熔脹性、流變性、分子量、分子量分布;耐熱、耐寒、透氣、透水、透光等性能的變化。
物理機械性能的變化:拉伸強度、伸長率、沖擊強度、彎曲強度、剪切強度、疲勞強度、彈性、耐磨性都下降。
電性能的變化:絕緣電阻、介電常數、介電損耗、擊穿電壓等電性能的變化、電絕緣性下降。
外觀變化、性能變化產生的原因是結構變化。
3、結構變化
分子間產生交聯,分子量增大;外觀表現變硬變脆。
分子鏈降解(斷裂),分子量降低,外觀表現變軟變粘。
分子結構上發生其他變化:主鏈或側鏈的改性,側基脫落弱鍵斷裂(發生在特種橡膠中)。