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提高橡膠制品耐臭氧的35種方法

人氣：2114發(fā)表時間：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，其實會使膠料的動態(tài)耐臭氧性下降。
2．對苯二胺類PPDs抗臭氧劑
對苯二胺PPDs是很有效的抗臭氧劑，即使在動態(tài)條件下，也能賦予膠料很好的耐臭氧性。
很多情況下，也會選用6PPDs作為動態(tài)條件下的有效抗臭氧劑。
將6PPD（長期有效）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6PPD，可以考慮實施微膠囊技術(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，既可以長時間地保護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)對于NBR、CR和SBR 來說是較好的靜態(tài)抗臭氧劑，但不適合在動態(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-=甲基丁基對喹啉亞胺(6QDI)做抗臭氧劑，因為硫化后，它會與橡膠主鏈或者是炭黑發(fā)生化學，結(jié)合，提高了膠料的耐臭氧性。因此，有報道說，在一些情況下，6QDI比6PPD/TMQ有更好的抗氧化作用。還有報道說，6QDI會部分轉(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)臭氧保護齊U，并且是短期保護。在動態(tài)條件下，往往是不單獨使用的，一般會與烷基，芳基PPD并用，使膠料在靜態(tài)和動態(tài)下都會有較好的耐臭氧性。通常6PPD與77PD會按2:1比例（質(zhì)量比）并用，前者是為動態(tài)條件的臭氧保護，而后者是為靜態(tài)條件的臭氧保護
9．TMQ/6PPD
如果TMQ在抗臭氧或者疲勞保護方面還不夠的話，可以并用6PPD[ N-苯基-N‘-（1，3-二甲基丁基）-對苯二胺]。這對于先暴露在氧氣環(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
對白色或者彩色膠料，可以使用非著色抗氧劑。可以考慮選用環(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)報道，與對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，因為不飽和度低，受臭氧侵蝕的機會就少。
12。DNPD/Zn0 硫化BIIR
，用氧化鋅并用N，N，-二-B –萘基對苯二胺(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，因為BIMS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，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，就會出現(xiàn)“噴霜”現(xiàn)象，遷移到表面就會影響制品的光澤。這種飽和主鏈彈性體
18.避免使用NR
如果不使用強抗臭氧劑，天然膠料的耐臭氧性會很差，因此一般會使用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)動機上的全天然橡膠發(fā)動機支架，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天然膠的侵蝕，這主要是因為其降低了臭氧和氧擴散到天然膠中引起的主鏈斷裂。疲勞實驗結(jié)果顯示，這種帶有兩層覆蓋膠的橡膠發(fā)動機支架的疲勞次數(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會賦予膠料較好的耐臭氧性。
對于NR/EPDM 共混物來說，提高EPDM用量會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)量分數(shù)）（EPDM成為道續(xù)相）。因為隨著EPDM用量的增加，共硫化會成為一個問題，并且會導(dǎo)致性能下降。研究發(fā)現(xiàn)，EPR在NR中的分散微區(qū)會降低膠料的臭氧龜裂紋，EPR在NR中的最佳用量為35% - 45%（質(zhì)量分數(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是相當于一種抗臭氧劑加在NR中的，因此有時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)報道，氯丁膠料的耐臭氧性可以達到50pphm (50 X 10 -8)，加入1-2份（質(zhì)量份）的二芳基對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）切口增長性好，耐熱性好，耐臭氧性好，是用在傳輸帶上強烈推薦的膠料配方。
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，一個突出優(yōu)勢就是耐臭氧性好。
31. HNBR
HNBR仍然可以用硫黃夾硫化，因為它還有一部分不飽和鍵，，如果厈氧化物硫化，會提高其耐臭氧性。
32．NBR/PVC 共混物
NBR與PVC 共混后，其耐臭氧性會得到顯著改善。將NBR純膠與增塑了的PVC在密煉機熔融共混之后再進行造粒，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。
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性。

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