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提高橡膠制品耐臭氧的35種方法

人氣：2006發(fā)表時(shí)間：2018-02-07 10:13:28

臭氧侵蝕橡膠往往發(fā)生在表面。我們周圍空氣中的臭氧濃度在逐年上升。臭氧對(duì)施加一定應(yīng)變的橡膠制品的侵蝕結(jié)果就是產(chǎn)生裂紋，這些裂紋最終會(huì)導(dǎo)致橡膠制件的徹底失效。
1．蠟類抗臭氧劑
要提高靜態(tài)條件下膠料的耐臭氧性，通常是添加各種蠟的共混物，如低分子量石蠟、高分子量石蠟或者微晶蠟等共混物，這些共混物僅限于提高膠料的靜態(tài)耐臭氧性，如果加入過多，其實(shí)會(huì)使膠料的動(dòng)態(tài)耐臭氧性下降。
2．對(duì)苯二胺類PPDs抗臭氧劑
對(duì)苯二胺PPDs是很有效的抗臭氧劑，即使在動(dòng)態(tài)條件下，也能賦予膠料很好的耐臭氧性。
很多情況下，也會(huì)選用6PPDs作為動(dòng)態(tài)條件下的有效抗臭氧劑。
將6PPD（長(zhǎng)期有效）和77PPD（短期有效）并用，可以全面提高膠料的耐臭氧性。
3．微廒囊化PPD
對(duì)6PPD，可以考慮實(shí)施微膠囊技術(shù)，這種微膠囊劑可以選擇醋酸纖維素。將微膠囊化的6PPD加入到膠料中，既可以長(zhǎng)時(shí)間地保護(hù)膠料免受臭氧侵蝕又可以防止6PPD的向外遷移。
4。蠟/PPDs
要想使膠料在靜態(tài)和動(dòng)態(tài)條件下都具有很好的耐臭氧性，那么就選擇一蠟并用一種對(duì)苯二胺類，如6PPD的抗臭氧劑。
5．NBC抗臭氧劑
二丁基二硫代氨基甲酸鎳(NBC)對(duì)于NBR、CR和SBR 來說是較好的靜態(tài)抗臭氧劑，但不適合在動(dòng)態(tài)條件下使用的膠料。
6．抗臭氧劑的分子量與溶解度
有效的抗臭氧劑必須是與膠料相溶的，并且必須能遷移到表面而起到隔臭氧侵蝕的作用。通常其遷移速度取決其分子量以及}中的溶懈度
7. 6QDI
硫黃硫化的二烯類膠料中，要選用N-苯基-N，-1，3-=甲基丁基對(duì)喹啉亞胺(6QDI)做抗臭氧劑，因?yàn)榱蚧螅鼤?huì)與橡膠主鏈或者是炭黑發(fā)生化學(xué)，結(jié)合，提高了膠料的耐臭氧性。因此，有報(bào)道說，在一些情況下，6QDI比6PPD/TMQ有更好的抗氧化作用。還有報(bào)道說，6QDI會(huì)部分轉(zhuǎn)化成6PPD而起到抗臭氧侵蝕的作用。
8. 77PD
77PD（烷基PPD）主要用做靜態(tài)臭氧保護(hù)齊U，并且是短期保護(hù)。在動(dòng)態(tài)條件下，往往是不單獨(dú)使用的，一般會(huì)與烷基，芳基PPD并用，使膠料在靜態(tài)和動(dòng)態(tài)下都會(huì)有較好的耐臭氧性。通常6PPD與77PD會(huì)按2:1比例（質(zhì)量比）并用，前者是為動(dòng)態(tài)條件的臭氧保護(hù)，而后者是為靜態(tài)條件的臭氧保護(hù)
9．TMQ/6PPD
如果TMQ在抗臭氧或者疲勞保護(hù)方面還不夠的話，可以并用6PPD[ N-苯基-N‘-（1，3-二甲基丁基）-對(duì)苯二胺]。這對(duì)于先暴露在氧氣環(huán)境之后再暴露在臭氧環(huán)境中的膠料來說尤為重要。因此，TMQ與6PPD 并用是很常見的。I
10．非著色乙縮醛抗臭氧劑
對(duì)白色或者彩色膠料，可以使用非著色抗氧劑?？梢钥紤]選用環(huán)狀乙縮醛類抗氧荊（Bayer 公司的VulkazonAFS）作為各種不同膠料的抗臭氧劑。
據(jù)報(bào)道，與對(duì)苯二胺類抗氧劑相比，雙-（1，2，3，6-四氫苯甲醛）-季戊四醇縮醛能賦予CR、IIR、CIIR、BIIR 等膠料更高的耐臭氧性。
11．丁基膠與鹵化丁基膠
丁基膠與鹵化丁基膠本身具有較好的耐臭氧性。
不飽和度低[如o．8%（摩爾濃度）]的丁基膠具有更好的耐臭氧性，因?yàn)椴伙柡投鹊?，受臭氧侵蝕的機(jī)會(huì)就少。
12。DNPD/Zn0 硫化BIIR
，用氧化鋅并用N，N，-二-B –萘基對(duì)苯二胺(DNPD)或者Goodrich 公司的產(chǎn)品Agerite White 來硫化溴化丁基膠，可以賦予膠料較好的耐臭氧性。
13．BIMS
溴化異丁烯-對(duì)甲基苯乙烯橡膠( BIMS)比一些丁基膠或者鹵化丁基膠具有更好的耐臭氧性，因?yàn)锽IMS是完全飽和的。
在以NR為基體的三元共混輪胎胎側(cè)膠料中，用BIMS替代部分鹵化丁基膠或者EPDM，可以顯著地提高耐臭氧性和抗疲勞裂口增長(zhǎng)性。
14．丁基膠的二肟硫化
丁基膠料采用二肟硫化，可以提膠料的耐臭氧性。
15，烷基酚二硫化物硫化鹵化丁基膠
鹵化丁基膠與其他不飽和彈性體共混時(shí)，選用烷基酚二硫化物來硫化，可以顯著地改善膠料的耐臭氧性。
16．EPDM和EPM
三元乙丙橡膠和二元乙丙橡膠都具有較好的耐臭氧性。
17．高光澤度耐臭氧膠辯
要想使橡膠制品表面具有很高的光澤度，應(yīng)選用含有高飽和度主鏈的弭性體共混物。共混物中含有這些飽和組分，不需加入抗臭氧劑就具有較好的抗臭氧性。如果使用抗臭氧劑，就會(huì)出現(xiàn)“噴霜”現(xiàn)象，遷移到表面就會(huì)影響制品的光澤。這種飽和主鏈彈性體
18.避免使用NR
如果不使用強(qiáng)抗臭氧劑，天然膠料的耐臭氧性會(huì)很差，因此一般會(huì)使用NR與其他耐臭氧彈性體的共混物。
19. NR加覆蓋膠
安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上的全天然橡膠發(fā)動(dòng)機(jī)支架，其表面有兩層覆蓋膠，其中底層是按一定比例配合并且發(fā)生交聯(lián)的氯丁二烯與辛烯聚合物，上面一層是交聯(lián)的鹵化丁基膠／辛烯聚合物。在橡膠支架表層的這兩層覆蓋膠，可以有效地抵擋臭氧以及熱氧化對(duì)天然膠的侵蝕，這主要是因?yàn)槠浣档土顺粞鹾脱鯏U(kuò)散到天然膠中引起的主鏈斷裂。疲勞實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，這種帶有兩層覆蓋膠的橡膠發(fā)動(dòng)機(jī)支架的疲勞次數(shù)明顯提升。
20. NR/EPDM 共混物
硫黃和過氧化物并用硫化NR/EPDM共1昆物中，EPDM會(huì)賦予膠料較好的耐臭氧性。
對(duì)于NR/EPDM 共混物來說，提高EPDM用量會(huì)提高共混物膠料的耐臭氧性。理論上，EPDM的最佳用量在35% - 40%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）（EPDM成為道續(xù)相）。因?yàn)殡S著EPDM用量的增加，共硫化會(huì)成為一個(gè)問題，并且會(huì)導(dǎo)致性能下降。研究發(fā)現(xiàn)，EPR在NR中的分散微區(qū)會(huì)降低膠料的臭氧龜裂紋，EPR在NR中的最佳用量為35% - 45%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），可以有效地提高膠料的耐臭氧性。
21，NR/CIIR 共混物
在NR/CIIR 共混物中，CIIR的比例可以高一些，它與NR的相容性要比EPDM與NR的相容性更好。但是EPDN是相當(dāng)于一種抗臭氧劑加在NR中的，因此有時(shí)需要將三者共混來得到物理性能與耐臭氧性能都較好的膠料。
22．CR據(jù)報(bào)道，氯丁膠料的耐臭氧性可以達(dá)到50pphm (50 X 10 -8)，加入1-2份（質(zhì)量份）的二芳基對(duì)苯二胺抗臭氧劑可以使CR膠料的耐臭氧性提高到100pphm。然而這種抗氧劑會(huì)縮短膠料的焦燒安全期，應(yīng)該和硫化劑一起加入混煉。
23．CR/EPDM合金
在CR/EPDM=70/30（質(zhì)量比）共混中，加入10份（質(zhì)量份）Escor 酸類三元共聚物增容劑（乙烯—甲基丙烯酸酯-丙烯酸三元共聚物），這種膠料的抗德默西亞（曲撓）切口增長(zhǎng)性好，耐熱性好，耐臭氧性好，是用在傳輸帶上強(qiáng)烈推薦的膠料配方。
24，可混慧PU與SBR 共混物
在SBR膠料中，逐漸加入可混煉的PU，可以有效地提高膠料的耐臭氧性。
25。表氯醇橡膠
表氯醇橡膠本身具有較好的耐臭氧性。
26．硅橡膠
硅橡膠是耐臭氧性較好的彈性體。
27．聚丙烯酸酯橡膠
聚丙烯酸酯橡膠是耐臭氧性較好的彈性體。
28。CM
氯化聚乙烯彈性體是耐臭氧性較好的彈性體。
29. CSM
氯磺化聚乙烯橡膠本身具有較好的耐臭氧性。
30．聚氨酯彈性體
聚氨酯彈性體與一般二烯類橡膠相比，一個(gè)突出優(yōu)勢(shì)就是耐臭氧性好。
31. HNBR
HNBR仍然可以用硫黃夾硫化，因?yàn)樗€有一部分不飽和鍵，，如果厈氧化物硫化，會(huì)提高其耐臭氧性。
32．NBR/PVC 共混物
NBR與PVC 共混后，其耐臭氧性會(huì)得到顯著改善。將NBR純膠與增塑了的PVC在密煉機(jī)熔融共混之后再進(jìn)行造粒，以便于以后的混煉配合。研究發(fā)現(xiàn)，乳液聚合的PVC（用作塑料溶膠）最適合與NBR共混，可以使膠料具有較好的耐臭氧性和應(yīng)力—應(yīng)變性能。在NBR/PVC 共混物中，增加PVC用量，可以提高膠料的耐臭氧保護(hù)。
33．NBR/EPDM 共混物
耐油性好的NBR膠如果和30份（質(zhì)量份）EPDM共；混，可以提高其耐臭氧性，但是會(huì)降低耐油性。然而NBR和EPDM的相容性很差，如果不能很好1配合混煉，硫化共混物的性能會(huì)較差，因此要注意選擇合適的硫化體系，口兩者的相容性。例如，Wood和Mass研究發(fā)現(xiàn)，二硫代氨基甲酸鹽具有長(zhǎng)鏈的烷基，可以用在硫化體系中。另外，Bergstrom研究發(fā)現(xiàn)，o，2份（質(zhì)睪份）硫黃、o．5份（質(zhì)量份）CBS和2.5份（質(zhì)量份）40% DCP母料是用于NBR/EPDM的不錯(cuò)的硫化體系。Mitchell研究發(fā)現(xiàn)，將EPDM與炭黑先混煉為母膠，再與NBR混煉，可以提高相容性及其他性能。
34，滑石粉
研究發(fā)現(xiàn)，滑石粉可以賦予膠料一定的耐臭氧性。
35．白炭黑
在含有EPDM及炭黑填充的胎側(cè)膠料中，加入白炭黑，可以有效地提高膠料的耐臭氧性、抗撕裂性能和抗裂口增長(zhǎng)性。