橡胶为何“老化”？

Question

如题所述

Answer 1

橡胶的老化主要是指橡胶和它的制品在加工，贮存和使用过程中，由于受内外因素的综合作用而引起橡胶物理化学性质和机械性能的逐步变坏，最后丧失使用价值。
我们能够看到的都是一些表面上的表现，即龟裂、变色、硬化、软化、发粘、粉化、长霉等。那么，橡胶为什么会老化呢？今天程诚小编就带大家了解一下。
第一种，橡胶制品变硬，出现裂痕。这是由于橡胶老化后产生自由基，自由基之间再重新聚合，相当于交联密度大大增加了，所以变硬了，并且物理性能下降，出现龟裂。变硬和龟裂是这种老化的典型特点。
第二种，橡胶制品变软，表面发粘。这是由于橡胶制品的分子链在老化过程中断裂，类似于降解作用。表面发粘是这种老化的特点。
以下分析下导致橡胶老化的几种原因：
一、热
虽然提高温度会引起橡胶的热裂解或热交联。但是这并不是引起橡胶老化的主要原因。热的活化作用才是热引起橡胶老化的重要因素。
因为热的活化作用提高了氧扩散速度和活化氧化反应，加速了橡胶氧化反应速度，使得橡胶被热氧老化。
二、光
光的特性是光波越短、能量越大，由此可见紫外线的能量是很大的。紫外线不仅能直接引起橡胶分子链的断裂和交联，还能使橡胶因吸收光能而产生游离基，引发并加速氧化链反应过程，而外线光则起到加热的作用。
光中的紫外线对橡胶起破坏作用。光还有另外一个特点，那就是在橡表面进生。仔细观察你就会发现含胶率高的试样，两面会出现网状裂纹，这就是“光外层裂”。
三、水分
水分也在加速橡胶的老化。如果你将橡胶放置在潮湿空气中，淋雨，浸泡在水中时，就非常容易破坏。
这是因为橡胶中的水溶性物质和亲水基团等成分被水抽提溶解、水解或吸收等原因引起的。
最严重的是将橡胶在水浸泡和大气曝露的交替作用，使得橡胶的破坏加速。不过也有特例，即在某种情况下水分对橡胶不但不起破坏作用，还有延缓老化的作用。
四、油
油对于橡胶的影响在于橡胶制品使用过程中与油类介质的长期接触。因为油类具有渗透到橡胶内部的能力，使橡胶产生溶胀，分子相互扩散，硫化胶的网状结构发生变化，从而导致橡胶的强度和其他力学性能降低。
五、氧
氧是任何物质都无法避免的，橡胶也不例外，因此，氧化作用成为了橡胶老化的重要原因之一。
氧会在橡胶中同橡胶分子发生游离基链锁反应，分子链发生断裂或过度交联，引起橡胶性能的改变，从而使橡胶老化。
六、臭氧
与氧相比，臭氧的化学活性氧高得多，因此破坏性就更大，它虽然也是使分子链发生断裂，但是臭氧对橡胶的作用情况会随着橡胶变形与否而不同。
当作用于变形的不饱和橡胶时，会出现与应力作用方向直的裂纹，即所谓“臭氧龟裂”；作用于变形的橡胶时，仅表面生成氧化膜而不龟裂。
七、机械应力
橡胶在机械应力的反复作用下会出现橡胶分子的链断裂并生成游离醛，引发氧化链反应，形成力化学过程。
机械断裂分子链和机械活化氧化过程。要根据橡胶所处的条件来判断哪能更占优势。需要注意的是在应力作用下还容易引起臭氧龟裂。
八、其他因素
除了以上七种主要因素外，变价金属离子、化学介质、高能辐射、电和生物等也会引起橡胶的老化。
实验室常见橡胶老化项目及标准：
硫化橡胶或热塑性橡胶热空气加速老化和耐热试验GB/T3512-2014/ISO188:2011
硫化橡胶人工气候老化(荧光紫外灯)试验方法GB/T16585-1996
硫化橡胶或热塑性橡胶耐臭氧龟裂静态拉伸试验GB/T7762-2014
硫化橡胶耐臭氧老化试验动态拉伸试验法GB/T13642-2015
橡胶老化试验表面龟裂法GB/T11206-2009

Answer 2

橡胶老化”是对橡胶制品长期使用名保存下所有性能下降的统称，不能用它来解释它本身。

“发粘”是因为橡胶在氧气存在的条件下发生氧化反应，其结果是羟基、羧基等极性基团增多。这些极性基团是东西发粘的原因。通俗地讲，相当于变成不干胶了。

另外，“橡胶”一词现在往往不专指天然橡胶，因此可以说不是所有橡胶制品都容易发粘。天然橡胶容易发粘是因为它含有很多碳碳双键，比较容易发生氧化反应。

如果接触溶剂后发粘，原因是橡胶里未参与交联的成份被溶出的缘故。橡胶制品一般都经过了交联，交联了的部分是橡胶的主要部分，它在溶剂作用下只溶胀不溶解。如果是这种情况，往往在溶剂干了之后就又不粘了。