橡膠老化精品課件

1、關于橡膠的老化第一張，PPT共二十頁，創(chuàng)作于2022年6月 2007年3月6日上午9點20分，一架從平壤飛到北京首都機場的朝鮮國際航班降落滑行時，左后主輪胎突然冒出一陣青煙，產(chǎn)生明火。得知朝鮮航班起火后，機場工作人員迅速用滅火器等工具滅火，機場消防中隊的消防員也迅速趕到現(xiàn)場，不到10分鐘，火就被撲滅。機上乘客安然無恙。 首都機場新聞中心有關人士介紹，這架朝鮮航班起火的原因是飛機在即將滑行進入機位時，滑行速度過快以及左后主輪胎老化，造成轉(zhuǎn)彎時飛機主輪輪胎抱死，輪胎冒煙后著火。第二張，PPT共二十頁，創(chuàng)作于2022年6月失事的客機輪胎冒煙并產(chǎn)生明火 第三張，PPT共二十頁，創(chuàng)作于2022年6月一名

2、工作人員脫去大衣緊急撲火 第四張，PPT共二十頁，創(chuàng)作于2022年6月橡膠老化概念 在1885年人們就發(fā)現(xiàn)受到拉伸的橡膠在老化過程中發(fā)生龜裂，當時人們曾認為是由于陽光的照射所致，但后來發(fā)現(xiàn)未經(jīng)陽光照射的橡膠制品上，同樣也有龜裂產(chǎn)生。后來經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，不受陽光的照射的橡膠拉伸所產(chǎn)生的龜裂，是由于大氣中存在的臭氧所致。 橡膠老化的現(xiàn)象：生膠或橡膠制品在加工、貯存或使用過程中，會受到熱、氧、光等一干二凈因素的影響而逐漸發(fā)生物理及化學變化，使其性能下降，并喪失用途，這種現(xiàn)象稱為橡膠的老化。橡膠老化過程中常常會伴隨一些顯著的現(xiàn)象，如在外觀上可以發(fā)現(xiàn)長期貯存的天然橡膠變軟、發(fā)黏、出現(xiàn)斑點；橡膠制品有變形、

3、變脆、變硬、龜裂、發(fā)霉、失光及顏色改變等。在物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(fā)生拉伸強度、斷裂伸長率、沖擊強度、彎曲強度、壓縮率、彈性等指標下降。 第五張，PPT共二十頁，創(chuàng)作于2022年6月橡膠的臭氧老化 在距離地面20-30km的高空，氧氣分子在陽光照射下會產(chǎn)生牛氣分子形成一層臭氧層。盡管地表的臭氧濃度較低，但引起的橡膠才華現(xiàn)象也不容忽視，越來越受眾的重視。 橡膠的臭氧老化與其他因素所產(chǎn)生的老化有所不同，主要有如下表現(xiàn)。 （1）橡膠的臭氧老化是一種表面反應，未受應力的橡膠表面反應嘗試為10-40個分子厚，或（1050）*10-6次方mm厚。 （2）未受拉伸的橡膠暴露在

4、O3環(huán)境中時，橡膠與O3反應直到表面上的雙鍵完全反應完后終止，在表面上形成一層類似噴霜狀的灰色硬脆膜，使其失去光澤。受拉伸的橡膠在產(chǎn)生臭氧老化時，表面要產(chǎn)生臭氧龜裂，但通過研究認為，橡膠的臭氧龜裂有一臨界應力存在，當橡膠的伸長或所受的應力低于臨界值時，在發(fā)生臭氧老化時是不會產(chǎn)生龜裂的，這是橡膠的固有特性。 （3）橡膠在產(chǎn)生臭氧龜裂時，裂紋的方向與受力的方向垂直，這是臭氧龜裂與光氧老化致龜裂的不同之處，介應當注意，在多方向受到應力的橡膠產(chǎn)生臭氧老化時，所產(chǎn)生的臭氧龜裂很有難看出方向性，與光氧老化所產(chǎn)生的龜裂相似。第六張，PPT共二十頁，創(chuàng)作于2022年6月臭氧老化試驗箱 臭氧老化試驗箱 用途：用

5、于測試橡膠及其制品的耐臭氧老化性能設備 臭氧老化試驗箱 基本原理：臭氧在大氣中的含量很少卻是橡膠龜裂的主要因素，臭氧老化箱模擬和強化大氣中的臭氧條件，研究臭氧對橡膠的作用規(guī)律，快速鑒定和評價橡膠抗臭氧老化性能與抗臭氧劑防護效能的方法，進而采取有效的防老化措施，以提高橡膠制品的使用壽命。 第七張，PPT共二十頁，創(chuàng)作于2022年6月引起橡膠老化的因素 1)氧 氧在橡膠中同橡膠分子發(fā)生游離基鏈鎖反應，分子鏈發(fā)生斷裂或過度交聯(lián)，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。 2)臭氧 臭氧的化學活性氧高得多，破壞性更大，它同樣是使分子鏈發(fā)生斷裂，但臭氧對橡膠的作用情況隨橡膠變形與否而不同。當

6、作用于變形的橡膠（主要是不飽和橡膠）時，出現(xiàn)與應力作用方向直的裂紋，即所謂“臭氧龜裂”；作用于變形的橡膠時，僅表面生成氧化膜而不龜裂。第八張，PPT共二十頁，創(chuàng)作于2022年6月 3)熱 提高溫度可引起橡膠的熱裂解或熱交聯(lián)。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，這是普遍存在的一種老化現(xiàn)象熱氧老化。 4)臭氧 臭氧的化學活性氧高得多，破壞性更大，它同樣是使分子鏈發(fā)生斷裂，但臭氧對橡膠的作用情況隨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(xiàn)與應力作用方向直的裂紋，即所謂“臭氧龜裂”；作用于變形的橡膠時，僅表面生成氧化膜而不龜裂。第

7、九張，PPT共二十頁，創(chuàng)作于2022年6月 5) 水分 水分的作用有兩個方面：橡膠在潮濕空氣淋雨或浸泡在水中時，容易破壞，這是由于橡膠中的水溶性物質(zhì)和親水基團等成分被水溶解。特別是在水浸泡和大氣曝露的交替作用下，會加速橡膠的破壞。6) 其它 對橡膠的作用因素還有化學介質(zhì)、變價金屬離子、高能輻射、電和生物等第十張，PPT共二十頁，創(chuàng)作于2022年6月老化對橡膠制品的危害老化的危害主要體現(xiàn)為4種：外觀的變化，如出現(xiàn)污漬、斑點裂縫及光澤、顏色改變等。物理性能的變化，包括溶解性、溶脹性、流變性等。力學性能的變化，如抗拉、伸長、彎曲等。電性能的變化，如介電損耗、擊穿電壓、電阻等。 第十一張，PPT共二十

8、頁，創(chuàng)作于2022年6月老化了的橡膠皮帶第十二張，PPT共二十頁，創(chuàng)作于2022年6月出現(xiàn)了老化裂痕的輪胎第十三張，PPT共二十頁，創(chuàng)作于2022年6月橡膠老化的防護方法 橡膠老化的防護方法：隨著橡膠的老化進程，橡膠性能逐漸下降，其使用價值也逐步喪失。因此，研究的老化及防護方法有著極為重要的實用和經(jīng)濟意義。由于橡膠的老化是一種復雜的綜合化學反應過程，而且要絕對防止橡膠老化的發(fā)生是不可能的。因此，只有認真的研究導致橡膠發(fā)生老化的各種原因，并根據(jù)這些原因?qū)ΠY下藥，采取適當?shù)拇胧?，延緩橡膠老化的速度，從而達到延長橡膠使用壽命的目的。由于導致橡膠制品老化的因素各不相同，因而應根據(jù)不同的老化機理采取相應

9、的防老化措施，主要有物理防護及化學防護法。物理防護法是指盡量避免橡膠與各種老化因素相互作用，如采用橡塑共混、表面鍍層或處理、加光屏蔽劑、加石蠟等。化學防護法是指主動加入物質(zhì)來防止或延緩橡膠老化反應繼續(xù)進行，如加入胺類或酚類化學防老劑。第十四張，PPT共二十頁，創(chuàng)作于2022年6月防老劑的品種胺類防老劑是綜合效果最好的防老劑種類，現(xiàn)就針對胺類防老劑作出簡單的描述胺類防老劑分為對苯二胺類、酮/胺縮合物類,二苯胺衍生物類和萘胺類四種。1）對苯二胺類這類防老劑可分為二烷基、烷基/芳基、二芳基對苯二胺類。從防老化的速效性,抗臭氧性(靜態(tài))的功能上考慮,二烷基烷基/芳基二芳基;還有,從耐久性、耐屈撓性和耐

10、熱性上考慮,二芳基烷基/芳基二烷基。作為一般抗臭氧老化劑使用時,對老化的三大因素也都有效,即所說的全能性防老劑。二烷基類中44PD、77PD、88PD;烷基/芳基類中IPPD、6PPD、8PPD;二芳基類中DP-PD、DNPD等市場上均有銷售。從耐抽出性、耐揮發(fā)性、與橡膠的互溶性上考慮,烷基/芳基類的IPPD或6PPD使用較多(使用烷基的傾向增大)。第十五張，PPT共二十頁，創(chuàng)作于2022年6月2）酮/胺縮合物類作為二氫化喹啉類防老劑,有聚合體(n25)的TMDQ,單體的乙氧基取代的EMDQ;丙酮/二苯胺類的ADPAL(液體)ADPAR(樹脂狀)。CR(氯丁橡膠)也具有耐臭氧性(靜態(tài))。不過,

11、它會阻礙焦燒的穩(wěn)定性,尤其在夏季未硫化膠料不能存庫。ETMDQ(防老劑AW)具有較好的耐屈撓性和耐臭氧性。對苯二胺類防老劑可以延緩臭氧龜裂的發(fā)生,而ETMDQ可抑制龜裂產(chǎn)生后的增長(當然,再加上石蠟,三者同時并用效果最好)。但是,因為它對橡膠的污染性大,在橡膠中的使用量正在逐步減少。ADPAL(丙酮-二苯胺液體縮合物)(防老劑)具有良好的耐熱、耐屈撓性第十六張，PPT共二十頁，創(chuàng)作于2022年6月3）二苯胺類衍生物在二苯胺的烷基取代物中,有辛基化二苯胺(ODPA)、苯乙烯化二苯胺(SDPA)、異丙苯基化二苯胺(CDPA)或硫黃環(huán)化的二苯胺(TDPA)。烷基化的二苯胺(DPA)具有良好的耐掘撓、

12、耐熱性,特別適合在CR中使用。在高溫下,適宜使用分子量大的CDPA。除CR以外,CDPA作為非硫黃硫化橡膠(EPDM、ACM、FKM等)的防老劑較多。一般情況CDPA的防護性能較好。另外,在與IPPD并用時,可改進輪胎的動態(tài)疲勞性能。市場上出售的烷基化二苯胺(DPA),是一元、二元烷基取代的混合物,一元、二元的比例不同,老化性能也不同,二元取代的多時,耐屈撓性下降(如SDPA)。在CR中使用時,TDPA雖然在耐熱方面不如烷基化的二苯胺(DPA)。但是,它的耐屈撓性良好(特別是在高溫下的耐屈撓性)。二苯胺的低級烷氧基化防老劑,在NR(天然橡膠)中使用時,不但具有耐熱,耐掘撓性,而且還有耐臭氧性(靜態(tài))。第十七張，PPT共二十頁，創(chuàng)作于2022年6月4）萘胺類萘胺類防老劑有PBN(N-苯基-2-萘胺)、PAN(N-苯基-1-苯胺)兩種,PBN由于環(huán)保方面的問題,現(xiàn)在已停止使用,只有PAN仍在生產(chǎn)。PAN作為耐熱防老劑,特別是在CR中被廣泛作用第十八張，PPT共二十頁，創(chuàng)作于2022年6月防老劑的選擇 在使用防老劑時，某一種防老劑在膠料中兼有幾個方面的防護效