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橡膠接頭橡膠老化的罪魁禍首——臭氧

時間:03-28󰃯閱讀次數:219󰃳責任編輯:那片海 󰃗所屬欄目:產品聚焦

導讀:導致橡膠制品老化的最重要的一個因素是臭氧,臭氧在常溫下,它是一種有特殊臭味的淡藍色氣體。

        導致橡膠制品老化的最重要的一個因素是臭氧,臭氧在常溫下,它是一種有特殊臭味的淡藍色氣體。臭氧主要存在于距地球表面20~35公里的同溫層下部的臭氧層中。在常溫常壓下,穩定性較差,可自行分解為氧氣。臭氧很不穩定,在常溫下慢慢分解 ,200℃時迅速分解 ,它比氧的氧化性更強,能將金屬銀氧化為過氧化銀,將硫化鉛氧化為硫酸鉛,它還能氧化有機化合物,是許多有機色素脫色,如靛藍。能侵蝕橡膠,很容易氧化有機不飽和化合物。
        不飽和橡膠極易發生臭氧化及其臭氧化后的外觀特征,與熱氧老化不同,一是橡膠制品的臭氧化只在臭氧所接觸的表面層進行,整個臭氧化過程是由表及里的過程;二是橡膠與臭氧反應生成一層銀白色硬膜(約lOnm厚),在靜態條件下此膜能阻止臭氧與橡膠深層接觸,但在動態應變條件下或在靜態拉伸狀態下當橡膠的伸長或拉伸應力超過它的臨界伸長或臨界應力時,這層膜會產生龜裂,使臭氧得以與新的橡膠表面接觸,繼續發生臭氧化反應并使裂紋增長,另外裂紋出現后由于基部有應力集中,所以更容易加深裂紋進而形成裂口。裂紋的方向垂直于應力方向,一般在小應變下(如5%)只有少量裂紋出現,裂紋方向清晰可辨,當橡膠多方向受力時則很難辨裂紋方向。
        臭氧接觸橡膠制品時,臭氧首先與活潑雙鍵發生加成反應,生成分子臭氧化物,分子臭氧化物很不穩定,很快分解生成羰基化物和兩性離子。在多數情況下兩性離子與羰基化物會重新結合成異臭氧化物,兩性離子也能聚合生成二過氧化物或高過氧化物,另外當有甲醇等活性溶劑存在時,兩性離子還會與之反應生成甲氧基過氧化氫物。
       臭氧與不飽和橡膠的反應活化能很低,反應極易進行,反應直到橡膠的雙鍵消耗完畢為止,此時在橡膠的表面生成一層銀白色的失去彈性的薄膜,只要沒有外力使薄膜龜裂,橡膠將不再繼續臭氧化。如若對已經臭氧化的橡膠拉伸或使其產生動態變形,生成的臭氧化薄膜將出現龜裂,露出新的橡膠表面又會與臭氧發生反應,這使得裂紋繼續增長。
        飽和橡膠因不含雙鍵,雖然也能與臭氧發生反應但反應進行得很慢,不易產生龜裂。
        曾有多人對不飽和橡膠臭氧化龜裂的產生和增長做過研究。這些研究者根據自己的實驗數據,分別提出了龜裂產生及增長的機理。例如有人認為龜裂的產生,是由于在應力作用下因臭氧化物分解產生的斷裂分子鏈,相互分離的傾向大于重新結合傾向的結果。而龜裂的增長則與臭氧的濃度和橡膠分子鏈的運動性有關,當臭氧濃度一定時,分子鏈運動性越大,裂紋增長就越快。也有人認為臭氧龜裂的產生和增長與橡膠臭氧化形成的臭氧化物薄層的物性以及與原橡膠表面層的物性不同有關。
        臭氧對橡膠制品的腐蝕性很大,所以說一定要做好橡膠制品的保養,防止橡膠制品老化。
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