胶料热老化性能试验(2)

以天然橡胶和顺丁橡胶并用的胶料,在无防老剂和有防老剂状态下分别进行热老化和热氧老化试验情况

程锐胶料热老化性能试验

４３

２结果与讨论

胶料在无氧的情况下性能较为稳定，但实际上橡胶制品一般都是在有氧的条件下使用。在温度和周围空气氧浓度一定的条件下对胶料热老化性能影响较大的是时间，为了验证长时间硫化（硫化４ｈ）和老化箱老化两者的区别，同时在上述老化条件下分别进行有防老剂和无防老剂的对比试验，为了尽量减小试验误差，每个试验分别做５次，然后取其平均值，试验结果见表１。

表１无防老剂胶料试片对比试验

…件

硫化条件

麓嚣戮ｉｌ落》

化，１４３℃

－：：■：：：：化３０ｍｉｎ性能

×３０ｍｉｎ

比值．％

由表１可见，由于配方中所用天然橡胶和顺丁橡胶都是不饱和橡胶，因此其耐氧老化能力较差，特别是胶料中没有防老剂时，这些反应就显得更加明显。因为在天然橡胶的长分子链中有着薄弱环节双键，因之ａ一亚甲基上的氢较活泼，容易受外界物理、化学和机械应力的作用，或脱去氢而形成大分子的游离基、或分子链断裂、或打开双键。而顺丁橡胶在它的分子链上有１，４结合的丁二烯单元，在氧化过程中所生成的橡胶游离基很不稳定，因此在橡胶的热氧老化变化中，胶料的各项物理机械性能迅速变差，胶料的拉伸强度、定伸应力、拉断伸长率均大幅下降，这说明不但橡胶的分子链出现断链，而且也有胶料的交联键出现裂

解。

表１中试片虽经４ｈ长时间硫化，但由于试片是在密闭的模具中硫化，外界的空气（氧气）很难与胶料发生反应，实际试片相当于处在无氧状态

下的热老化，因此比较稳定。在无氧状态下天然橡胶和顺丁橡胶的分子主链一般不会裂解而仅有少量的交联键出现裂解，因此胶料的各项性能下降较少，硫化４ｈ试片各项性能的比值仍较高。

硫化４ｈ试片老化后的性能优于硫化３０ｍｉｎ试片老化后性能，这可能是由于试片在密闭的模具中长时间硫化时橡胶的部分交联键出现裂解，多硫交联键断裂后可以产生颏的交联键，而原来的多硫交联键也能缓慢地转变成较稳定的一硫交联键和二硫交联键，生成的一硫键和二硫键反而改善了胶料的热老化性能。另一方面，硫化橡胶中的游离硫也有一定的抗氧化作用，当然它的抗氧化作用只是减慢了自动催化氧化反应，这是由于硫与橡胶中含氧自由基作用，生成了稳定性较大的新自由基之故。

由表１和表２可见，在胶料中加２份防老剂４０２０，老化前对胶料的性能几乎没有什么影响，而且硫化４ｈ和硫化３０ｍｉｎ试片胶料的物理机械性能以及两者的比值也很相近，也就是说防老剂在老化前并不会参与橡胶分子链的反应，但试片老化后的性能比不用防老剂试片胶料的物理机械性能明显提高。这是由于防老剂４０２０是属于链终止型防老剂，在它们的分子中存在有活泼的Ｎ—Ｈ或Ｏ—Ｈ基团，能够脱出Ｈ来与Ｒ 或Ｒ０２。等游离基起反应破坏增长循环，从而延缓氧化过

程。

表２加２份防老剂４０２０试片对比试验

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