Borracha no processo de envelhecimento térmico oxidativo:
Os tipos de mudanças estruturais da borracha no processo de envelhecimento térmico oxidativo podem ser divididos em:
O segundo tipo é a pirólise (estruturada), que é principalmente reticulada entre cadeias moleculares.
A borracha natural contém borracha de isopreno, borracha butílica, borracha dietilenopropileno, borracha homopolímero clorohidrina e borracha copolímero clorohidrina, etc. A aparência deste tipo de borracha se tornará macia e pegajosa após o envelhecimento térmico com oxigênio.
A principal mudança para a borracha de butadieno contendo butadieno no processo de envelhecimento térmico de oxigênio é a reação de reticulação. Como NBR / SBR / CR / ERDM / FPM / CSM também terá mudanças semelhantes. A aparência desse tipo de borracha é dura e quebradiça após o envelhecimento térmico.
Os principais fatores que influenciam o envelhecimento da borracha:
1. Oxigênio: O oxigênio tem uma reação em cadeia de radical livre com moléculas de borracha na borracha, e a cadeia molecular é quebrada ou excessivamente reticulada, o que resulta em alteração nas propriedades da borracha. A oxidação é uma das razões importantes para o envelhecimento da borracha.
2.Ozônio: a atividade química do ozônio é muito maior do que a do oxigênio e é mais destrutiva. Também quebra a cadeia molecular, mas o efeito do ozônio na borracha varia se a borracha está deformada ou não. Quando é utilizado como borracha para deformação (principalmente borracha insaturada), gera-se uma trinca reta na direção da tensão, ou seja, "fissura de ozônio"; quando atua sobre uma borracha deformada, apenas um filme de óxido se formará na superfície e sem trincas.
3. Calor: O aumento da temperatura pode causar rachaduras térmicas na borracha ou reticulação térmica. Mas a função básica do calor é a ativação. Aumento da taxa de difusão de oxigênio e da reação de oxidação de ativação para acelerar a taxa de reação de oxidação da borracha, que é um fenômeno comum de envelhecimento - envelhecimento térmico do oxigênio.
4.Tensão mecânica: Sob a ação repetida de estresse mecânico, a cadeia molecular da borracha será quebrada e formará uma cadeia livre, e então desencadeará a reação em cadeia de oxidação e formará um processo mecanoquímico. Entre a fratura mecânica da cadeia molecular e o processo de oxidação por ativação mecânica, que se aproveita dependendo das condições. Além disso, é fácil causar o cracking do ozônio sob estresse.
5. Água: A água tem duas funções: no ambiente úmido ou na imersão em água por um longo período, a borracha é fácil de danificar. Isto é devido às substâncias solúveis em água da borracha e grupos hidrofílicos e outros componentes por solução de extração de água, hidrólise ou absorção e outros motivos. Especialmente na ação alternada de imersão em água e exposição atmosférica, isso irá acelerar a destruição da borracha. em alguns casos, a água não terá efeito destrutivo na borracha, podendo até retardar o efeito do envelhecimento.
6. Óleo: No processo de uso, sob contato de longo prazo com o meio oleoso, o óleo pode penetrar na borracha e fazer com que ela inche, o que reduz a resistência e outras propriedades mecânicas da borracha. O óleo pode causar inchaço da borracha, porque o óleo penetrado na borracha fará a difusão molecular de modo que a estrutura de rede da borracha vulcanizada muda.
7. Outros fatores: meio químico, íons metálicos de valência, radiação de alta energia, eletricidade e biologia, etc.
Quais são os métodos de proteção para o envelhecimento da borracha?
Como o envelhecimento da borracha é um processo de reação química complexo e abrangente, e é impossível prevenir absolutamente o envelhecimento da borracha, medidas apropriadas podem ser tomadas para atrasar a taxa de envelhecimento da borracha, a fim de prolongar sua vida útil. As principais medidas anti-envelhecimento são a proteção física e a proteção química.
Proteção física significa evitar a interação entre borracha e vários fatores de envelhecimento, tanto quanto possível, como o uso de camada superficial ou tratamento, adição de agente de proteção contra luz, adição de parafina, etc.
Proteção química significa a adição de certas substâncias para prevenir ou retardar o envelhecimento da borracha, como aminas ou antioxidantes químicos fenólicos.
Quais são os efeitos do uso simultâneo de antioxidantes?
A fim de melhorar o efeito de proteção, dois ou mais antioxidantes com diferentes mecanismos usados simultaneamente são frequentemente usados na aplicação prática, usam antioxidantes com o mesmo mecanismo de proteção, ou escolhem antioxidantes com grupos diferentes agindo na mesma molécula ao mesmo tempo de acordo com diferentes mecanismos, existem três tipos de efeitos após o uso simultâneo, como segue:
1. Efeito antagônico significa que quando dois ou mais antioxidantes são usados juntos, o efeito é menor do que a soma dos efeitos quando eles são usados sozinhos. Os resultados mostram que quando o antioxidante ácido e o antioxidante alcalino são usados juntos, eles irão produzir um complexo semelhante ao sal, produzindo assim um efeito Antagônico.
O negro de fumo não apenas inibe a oxidação, mas também promove a oxidação na borracha. Na presença de antioxidante de quebra de cadeia, o efeito de inibição do negro de fumo diminui, ou na presença de negro de fumo, o efeito de proteção do antioxidante diminui, o que mostra claramente que existe um efeito de confrontação entre eles.
2. Efeito positivo significa que o efeito protetor dos antioxidantes é igual à soma de seus respectivos usos. É um requisito básico para produzir o efeito positivo quando o antioxidante é usado em conjunto. O mesmo tipo de antioxidante geralmente só produz o efeito positivo quando usado, mas às vezes outros benefícios serão obtidos quando usado. Por exemplo, a combinação de dois antioxidantes fenólicos com volatilidade diferente pode não apenas produzir o efeito positivo, mas também exercer o efeito inibitório em uma faixa de temperatura mais ampla do que o antioxidante único com a mesma quantidade.
3. Efeito sinérgico refere-se ao uso simultâneo de antioxidantes com maior efeito do que a soma dos efeitos de cada antioxidante isoladamente.
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