防護乳膠管老化的方法
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乳膠管老化和鐵生銹,人要衰老一樣自然,只能通過老化規(guī)律的研究利用規(guī)律延緩乳膠管的老化,但不能做到絕對防止。常用的防護方法有: 物理防護法:盡量避免乳膠管與老化因素相互作用的方法。如:在乳膠管中加入石蠟,橡塑共混,電鍍,涂上涂料等。
化學(xué)防護法:通過化學(xué)反應(yīng)延緩乳膠管老化反應(yīng)繼續(xù)進行。如:加入化學(xué)防老劑。 各種高分子材料雖然都有著各自優(yōu)異的特性,但也有著共同的缺點,也就是說都有著一定的使用期限,原因就是它們都會在不同程度上發(fā)生老化。
一.乳膠管老化的概念
乳膠管或乳膠管制品在加工、貯存和使用的過程中,由于受內(nèi)、外因素的綜合作用(如熱、氧、臭氧、金屬離子、電離輻射、光、機械力等)使性能逐漸下降,以至于最后喪失使用價值,這種現(xiàn)象稱為乳膠管的老化。
乳膠管老化的現(xiàn)象多種多樣,例如:生膠經(jīng)久貯存時會變硬,變脆或者發(fā)粘;乳膠管薄膜制品(如雨衣、雨布等)經(jīng)過日曬雨淋后會變色,變脆以至破裂;在戶外架設(shè)的電線、電纜,由于受大氣作用會變硬,破裂,以至影響絕緣性;在倉庫儲存的或其他制品會發(fā)生龜裂;在實驗室中的膠管會變硬或發(fā)粘等。此外,有些制品還會受到水解的作用而發(fā)生斷裂或受到霉菌作用而導(dǎo)致破壞……所有這些都是乳膠管的老化現(xiàn)象。
老化過程是一種不可逆的化學(xué)反應(yīng),象其他化學(xué)反應(yīng)一樣,伴隨著外觀、結(jié)構(gòu)和性能的變化。
二.乳膠管在老化過程中所發(fā)生的變化
1.外觀變化,乳膠管品種不同,使用條件不同,發(fā)生的變化也不同。
變軟發(fā)粘:天然乳膠管的熱氧化、氯醇乳膠管的老化。
變硬變脆:順丁乳膠管的熱氧老化,丁腈乳膠管、丁苯乳膠管的老化。
龜裂:不飽和乳膠管的臭氧老化、大部分乳膠管的光氧老化、但龜裂形狀不一樣。
發(fā)霉:乳膠管的生物微生物老化。
另外還有:出現(xiàn)斑點、裂紋、噴霜、粉化泛白等現(xiàn)象。
2。性能變化(最關(guān)鍵的變化)物理化學(xué)性能的變化:比重、導(dǎo)熱系數(shù)、玻璃化溫度、熔點、折光率、溶解性、熔脹性、流變性、分子量、分子量分布;耐熱、耐寒、透氣、透水、透光等性能的變化。物理機械性能的變化:拉伸強度、伸長率、沖擊強度、彎曲強度、剪切強度、疲勞強度、彈性、耐磨性都下降。電性能的變化:絕緣電阻、介電常數(shù)、介電損耗、擊穿電壓等電性能的變化、電絕緣性下降。外觀變化、性能變化產(chǎn)生的原因是結(jié)構(gòu)變化。
3.結(jié)構(gòu)變化分子間產(chǎn)生交聯(lián),分子量增大;外觀表現(xiàn)變硬變脆。
分子鏈降解(斷裂),分子量降低,外觀表現(xiàn)變軟變粘。
分子結(jié)構(gòu)上發(fā)生其他變化:主鏈或側(cè)鏈的改性,側(cè)基脫落弱鍵斷裂(發(fā)生在特種乳膠管中)。
三.乳膠管老化的原因:
1.內(nèi)因:①乳膠管的分子結(jié)構(gòu),化學(xué)結(jié)構(gòu)(或鏈節(jié)結(jié)構(gòu)):乳膠管的基本結(jié)構(gòu)如天然乳膠管的單元異戊二烯,存在雙鍵及活潑氫原子,所以易參與反應(yīng)。分子鏈結(jié)構(gòu):乳膠管大分子鏈的弱鍵,薄弱環(huán)節(jié)越多越易老化。不飽和碳鏈乳膠管容易發(fā)生老化,飽和碳鏈乳膠管的氧化反應(yīng)能力與其化學(xué)結(jié)構(gòu)有關(guān),如支化的大分子比線型的大分子更容易氧化。就氧化穩(wěn)定性來說,各種取代基團按下列順序排列: CH<CH2<CH3。硫化膠交聯(lián)結(jié)構(gòu):交聯(lián)鍵有-S-、-S2-、-Sx-、-C-C-,交聯(lián)鍵結(jié)構(gòu)不同,硫化膠耐老化性不同,-Sx-最差。
②乳膠管配合組分及雜質(zhì):乳膠管中常存在變價金屬,如Ca、Fe、Co、Ni等,若超過3ppm就會大大加快乳膠管的老化。
2.外因:物理因素:熱電光機械力高能輻射等。化學(xué)因素:氧臭氧,空氣中的水汽酸堿鹽等。生物因素:微生物:細(xì)菌真菌昆蟲:白蟻蟑螂會蛀食高分子材料。海生物:牡蠣石灰蟲海藻海草等
在實際中也往往是上述幾個因素同時發(fā)揮作用。使用條件、地區(qū)不同這些因素的作用也不同,因此乳膠管的老化是個復(fù)雜的過程。其中最常見的、影響最大、破壞性最強的因素是:熱、氧、光氧、機械力、臭氧,歸結(jié)起來就是熱氧老化、光氧老化、臭氧老化、疲勞老化。
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