橡膠充氣芯模老化的原因有哪些

分析橡膠充氣芯模老化的原因

         橡膠充氣芯模及其制品在加工制造、儲存和使用過程中，由于受到氧、臭氧、變價金屬離子、熱、光、高能輻射、機械應(yīng)力等因素的作用以及各類化學(xué)物質(zhì)和真菌的侵蝕和破壞，會使其原有的性能逐漸地發(fā)生變化，進而失去使用價值。例如，橡膠變軟發(fā)粘、變硬發(fā)脆、出現(xiàn)龜裂、物理·力學(xué)性能下降、彈性變差、電絕緣性能降低、產(chǎn)生松弛等，這種現(xiàn)象稱為橡膠的老化。

        充氣芯模的老化是一個不可逆的變化過程，其實質(zhì)是橡膠的分子結(jié)構(gòu)在天候、物理、化學(xué)以及生物等因素的作用下發(fā)生了氧化降解反應(yīng)或結(jié)構(gòu)化反應(yīng)。降解反應(yīng)使得橡膠分子的平均相對分子量下降，強度降低，性能下降;結(jié)構(gòu)化反應(yīng)則是進一步支化交聯(lián)，也使橡膠的強度下降，表面硬化、龜裂而失去彈性。

        充氣芯模在老化過程中是以降解為主還是以結(jié)構(gòu)化為主，主要取決于橡膠自身的結(jié)構(gòu)和外界條件這兩個方面的因素。為了防止橡膠老化變質(zhì)，延長其使用壽命，除了對橡膠制品的使用、維護保養(yǎng)外，通常在橡膠的配合加工時都要相應(yīng)加人防護劑，這類防護劑稱為防老劑。

        充氣芯模老化的類型分為：氧老化、臭氧老化、疲勞氧化，其中氧老化又細分為熱氧老化和催化氧化（可分為光催化氧化和變價金屬離子催化氧化）。

影響充氣芯模老化的因素有：

       1）氧

       氧在橡膠中同橡膠分子發(fā)生游離基鏈鎖反應(yīng)，分子鏈發(fā)生斷裂或過度交聯(lián)，引起橡膠性能的改變。氧化作用是橡膠老化的重要原因之一。

       2）臭氧

       臭氧的化學(xué)活性比氧高得多，破壞性更大，它同樣是使分子鏈發(fā)生斷裂，但臭氧對橡膠的作用情況隨橡膠變形與否而不同。當(dāng)作用于變形的橡膠（主要是不飽和橡膠）時，出現(xiàn)與應(yīng)力作用方向垂直的裂紋，即所謂“臭氧龜裂”；作用于變形的橡膠時，僅表面生成氧化膜而不龜裂。

       3）熱

       提高溫度可引起橡膠的熱裂解或熱交聯(lián)。但熱的基本作用還是活化作用。提高氧擴散速度和活化氧化反應(yīng)，從而加速橡膠氧化反應(yīng)速度，這是普遍存在的一種老化現(xiàn)象——熱氧老化。

       4）光

       光波越短、能量越大。對橡膠起破壞作用的是能量較高的紫外線。紫外線除了能直接引起橡膠分子鏈的斷裂和交聯(lián)外，橡膠因吸收光能而產(chǎn)生游離基，引發(fā)并加速氧化鏈反應(yīng)過程。紫外線光起著加熱的作用。光作用其另一特點（與熱作用不同）是它主要在橡表面進生。含膠率高的試樣，兩面會出現(xiàn)網(wǎng)狀裂紋，即所謂 “光外層裂”。

       5）機械應(yīng)力

       在機械應(yīng)力反復(fù)作用下，會使橡膠分子鏈斷裂生成游離基，引發(fā)氧化鏈反應(yīng)，形成力化學(xué)過程。機械斷裂分子鏈和機械活化氧化過程。哪個能占優(yōu)勢，視其所處的條件而定。此外，在應(yīng)力作用下容易引起臭氧龜裂。

       6）水分

       水分的作用有兩個方面：橡膠在潮濕空氣淋雨或浸泡在水中時，容易破壞，這是由于橡膠中的水溶性物質(zhì)和清水基團等成分被水抽提溶解。水解或吸收等原因引起的。特別是在水浸泡和大氣曝露的交替作用下，會加速橡膠的破壞。但在某種情況下水分對橡膠則不起破壞作用，甚至有延緩老化的作用。

       7）其它

       對橡膠的作用因素還有化學(xué)介質(zhì)、變價金屬離子、高能輻射、電和生物等。