橡胶板的耐老化性能是其在使用过程中抵抗环境因素(如热、氧、臭氧、光、湿气、机械应力等)引起性能劣化的能力。这种性能的好坏与橡胶配方中的多种成分密切相关,主要包括以下几个方面:
1. 橡胶基料(主体聚合物):
* 这是决定橡胶板耐老化性能的根本因素。不同种类的橡胶由于其分子结构(如饱和度、主链结构、取代基类型)的不同,其耐老化性能差异显著。
* 耐老化性较好的橡胶:例如,三元乙丙橡胶因其高度饱和的主链结构,对热、氧、臭氧、湿气等具有的抵抗能力,尤其耐臭氧性能突出。氟橡胶则因其含氟结构,具有优异的耐高温、耐化学品和耐候性。硅橡胶主链为硅氧键,也具有良好的耐热、耐寒和耐候性。
* 耐老化性较差的橡胶:天然橡胶、顺丁橡胶等主链含大量双键的不饱和橡胶,容易被氧、臭氧攻击,耐热性也相对较差。丁苯橡胶、等虽经改性,耐老化性优于天然橡胶,但仍不及饱和橡胶。
2. 硫化体系:
* 硫化形成的网络结构直接影响橡胶的热稳定性和耐老化性。
* 硫化剂类型:过氧化物硫化形成的碳-碳交联键能高,比硫磺硫化形成的多硫键更耐热老化。硫磺硫化体系中,使用有效或半有效硫化体系(减少硫磺用量,增加促进剂用量)形成的单硫键或双硫键比多硫键更稳定。
* 促进剂类型:某些促进剂(如秋兰姆类、次磺酰胺类)在硫化后产生的副产物可能具有促进老化的作用。选择低锌或无锌促进体系也有助于提高耐热性。
3. 防老剂(剂、抗臭氧剂等):
* 这是专门设计用来延缓或抑制橡胶老化过程的添加剂,对提高耐老化性能至关重要。
* 剂:主要作用是捕获自由基或分解氢过氧化物,抑制热氧老化过程。常见的如胺类(IPPD、6PPD、DTPD等)、酚类(BHT等)。
* 抗臭氧剂:对苯二胺类防老剂(如6PPD、DTPD)对动态臭氧龟裂防护。物理防老剂(如微晶蜡)能在橡胶表面形成保护膜,阻挡臭氧渗入。
* 防护体系:通常采用多种防老剂并用(如剂+抗臭氧剂+蜡),发挥协同效应,提供更的保护。
4. 填充剂:
* 填充剂会影响橡胶的导热性、机械性能以及老化行为。
* 炭黑:是橡胶的补强填料。某些炭黑(如炉法炭黑)具有吸附自由基和防老剂的能力,可能降低老化速率,但高表面积炭黑也可能促进氧化。炭黑填充的橡胶通常耐光老化较好。
* 白炭黑/矿物填料:对耐热老化有一定贡献,但需注意其对防老剂的吸附作用可能降低其有效性。某些矿物填料(如氢氧化铝)还可作为阻燃剂。
5. 软化剂/增塑剂:
* 主要作用是改善加工性和低温性能。
* 影响:低分子量的增塑剂容易挥发或迁移,导致橡胶硬化、收缩。酯类增塑剂耐热性较差,石蜡油或环烷油相对耐热性好些。选择挥发性低、热稳定性好的软化剂有助于保持长期性能。
总结来说,橡胶板的耐老化性能是橡胶基料的固有特性、硫化体系的稳定性、防老剂的保护效能、填充剂的物理化学作用以及软化剂的耐久性等多方面因素协同作用的结果。配方设计时必须综合考虑这些成分的选择与配比,针对特定的老化环境(如高温、臭氧暴露、户外光照等)进行优化,才能获得具有优异耐老化性能的橡胶制品。
