防止臭氧老化的方法
根据橡胶臭氧老化的机理,防止臭氧老化可以是物理或化学的方法物理方法防止臭氧老化的方法具体有:①在橡胶中加入蜡;②覆盖或涂刷橡胶的表面③在橡胶中加入耐臭氧的高聚物。常用的方法是加入蜡。可以加入的蜡的品种有石蜡和微晶蜡两种。当橡胶中加入一定的蜡后,在硫化时蜡可以融化并溶解,而冷却后则处于过饱和状态,因而不断向表面喷出形成一层薄的蜡膜,在橡胶表面形成一层屏障,阻止了橡胶与空气中臭氧的接触,因而防止了臭氧老化。
当对污染要求不高的条件下，在橡胶中加入1.5~3.0份化学抗臭氧剂是较好地防止臭氧老化的方法。很多研究表明,可以用作抗臭氧剂的物质较多,但几乎都是含氮化合物。其中,N,N′二取代的对苯二胺类是最有效的化学抗臭氧剂。
在对苯二胺类抗臭氧剂中,N,N′二(1-烷基)取代的对苯二胺与臭氧的反应活性最高,比其他的取代有更佳的防护效果。二烷基对苯二胺对静态臭氧老化有非常有效的防护效果,但它们易导致焦烧。二芳基取代的对苯二胺促进焦烧的倾向小,但它们的臭氧防护效果差,且在橡胶中溶解性低,不宜作为NR、BR、IR及SBR的抗臭氧剂使用。烷基芳基混合取代的对苯二胺的特征介于上述二者之间,有较好的综合性能,在动态条件下对臭氧老化有很好的防护效果,是目前使用的主抗臭氧剂。近来还有研究表明,二芳基取代和烷基芳基混合取代的对苯二胺并用,在长期使用过程中效果更佳。
商品化的抗臭氧剂的结构应该是有效性、物理性能及毒性等的最佳组合。其中,防老剂4010NA的抗臭氧效能最好,用途最广,但它易被水从橡胶制品中抽提出来,所以凡在使用中会与水接触的橡胶制品(如轮胎),越来越多地使用防老剂4020。4000系列防老剂萘胺类防老剂以及微晶石蜡并用能产生很强的协同效应,在实用中很有价值。
除了对苯二胺,人们还发现防老剂AW也具有防止臭氧老化的效果。当取代基X为烷氧基时具有优异的抗臭氧性;当Ⅹ为叔丁基、叔戊基、叔十二烷基等烷基取代基时,使抗臭氧性下降。在6位上具有供电子取代基是抗臭氧性所必需的。当R为氨基、烷基氨基二烷基氨基等时,也发现有很好的抗臭氧性。当防老剂AW中氨基上氢原子被甲基取代后抗臭氧性显著降低。防老剂AW的加入,不能改变橡胶发生臭氧龟裂的临界应力,但可以降低臭氧龟裂的增长速度。当防老剂AW与防老剂4010NA并用时,还可以产生协同效应。另外,二硫代氨基甲酸的镍盐、硫脲及硫代双酚也具有抗臭氧性。后两者可以作为非污染性的抗臭氧剂使用,但其防护效果远远不及污染性抗臭氧剂。
除了对苯二胺,人们还发现防老剂AW也具有防止臭氧老化的效果。当取代基X为烷氧基时具有优异的抗臭氧性;当Ⅹ为叔丁基、叔戊基、叔十二烷基等烷基取代基时,使抗臭氧性下降。在6位上具有供电子取代基是抗臭氧性所必需的。当R为氨基、烷基氨基二烷基氨基等时,也发现有很好的抗臭氧性。当防老剂AW中氨基上氢原子被甲基取代后抗臭氧性显著降低。防老剂AW的加入,不能改变橡胶发生臭氧龟裂的临界应力,但可以降低臭氧龟裂的增长速度。当防老剂AW与防老剂4010NA并用时,还可以产生协同效应。另外,二硫代氨基甲酸的镍盐、硫脲及硫代双酚也具有抗臭氧性。后两者可以作为非污染性的抗臭氧剂使用,但其防护效果远远不及污染性抗臭氧剂。
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