橡胶防老剂发展趋势与应用研究
资讯类型:助剂信息 加入时间:2015年7月31日15:16
                             橡胶防老剂发展趋势与应用研究
                  李松峰(开封铁塔橡胶(集团)有限公司河南开封475000)
    摘要:本文是以橡胶防老剂为切入口,分别对橡胶防老剂的发展趋势,橡胶防老剂的应用研究进行分析和说明,首先对橡胶防老剂的发展趋势说明,包括橡胶防老剂的聚合型大分子质量化、超细微粒化、绿色环保型。最后对SBS 改性沥青中的橡胶防老剂应用研究、复合型橡胶防老剂的应用研究进行实验分析。
    关键词:橡胶防老剂;超细微粒化;绿色环保型
    一、橡胶防老剂发展趋势
    1.聚合型大分子质量化橡胶防老剂
    目前橡胶防老剂正在走向聚合型大分子质量化,因为大分子聚合物分子质量大,挥发性低,在加工时能够耐加工温度,在温度较高时,它的稳定性比较高,这就提高了防老剂的持久性和高效性。在聚合型大分子合成时,主要通过单体均聚或共聚、大分子官能化等反应实现分子质量的增大。一味地追求大分子质量化,也将对防老剂的性质带来不利因素,因为随着分子质量的能不断增大,分子的移动速率也会逐渐变慢,会对橡胶表面的氧化反应造成影响,这就涉及到了防老剂的防老原理了,因为分子的移动速率变慢时,当橡胶表面的抗氧剂消耗殆尽时,内部的防老剂不能及时从橡胶内部迁移出来,这就抑制了防老剂的作用, 所以一般相对分子质量不能超过1500。
    2.超细微粒化橡胶防老剂
    与聚合性大分子相比的超细微粒化的防老剂,它的研制方向截然不同,主要以缩小防老剂的尺寸为方向,利用光学性能和物理学原理。当防老剂的尺寸过小时,达到一定状态,它的抗老化性,包括热老化、紫外老化和臭氧老化,就会得到显著增强。由于相对分子质量过大,防腐剂物质不容易移动到表面,这时将防老剂分子的尺寸适当的缩小,无疑增加了防老剂物质的移动速率,也增加了物质在分子里的分散性,它的抗氧性就会显著提高,同时将具备良好的热稳定性。目前在超细微粒化领域,普通聚苯胺被受到关注,尤其是聚苯胺微细纤维的抗氧能力已经得到了广泛肯定。
    3.绿色环保型橡胶防老剂
    随着我国经济社会的发展,人们的健康意识也越来越强,因此绿色环保型橡胶防老剂是未来防老剂的主要发展方向。在绿色环保型橡胶防老剂研究使用中,维生素E是合成天然防老剂非常成功的例子,并且成功使用于聚合物加工工业。维生素E通过与醇类、脂类,形成固体复合物,在未来的防老剂应用中具有非常光明的前景。我们都知道大多数天然防老剂的热稳定性非常差,因此很难运用于聚合物合成工业,那么这就使高效且无毒无害的新产品成为主要研究对象,通过使橡胶与烯芳烃、二苯胺和丙酮等,在一定温度下搅拌并且互相附着,可以得到无污染且价格低廉的防老剂。也可以利用植物酸合成了新型酯类防老剂,另外还有有硫脲衍生物CTU等都是未来绿色环保型橡胶防老剂发展的主要方向。
    二、橡胶防老剂应用研究
    橡胶防老剂应用研究的方向有存在着不同,下面简单对在SBS改性沥青中的橡胶防老剂应用研究、复合型橡胶防老剂的应用研究进行说明。
    1.SBS 改性沥青中橡胶防老剂的应用研究
    高分子聚合物制品在长期的使用过程中,在受到光、热、化学价易变的金属离子的作用,会产生粘性、脆性、甚至会出现裂痕,我们以沥青为例,尽管改性沥青在工业制作过程中与聚合物混合,生成一种可以提高其性能的均匀混合物,但是它同样不能逃脱氧化、光等作用降低它的性能。橡胶防老剂在SBS改性沥青中的应用研究中,橡胶防老剂A、B和C是常用的研究对象。
    采用分类对比的方法,分别将防老剂A、B、C和SBS 改性沥青试样搅拌均匀, 在160℃下溶胀19 到20min 左右, 在将试样170℃的高温下剪切25min。最后静置于160℃烘箱中, 保温lh 左右后制样,并记下实验数据。
    实验中发现发现,防老剂A、B、C, 对改性沥青的针入度有明显影响,加入防老剂A、B的沥青明显变稀,而加入防老剂C的沥青明显变稠,同样软化点与针入度受影响相似,实验中从沥青的粘度、延度、针入度指数、动态剪切性能、BBR性能等数据来看,防老剂A、B对以上大部分都有降低功能,在延度方面,防老剂C的效果最为明显,同时防老剂A、B、C对上述影响大体上各不相同,在实际应用上,防老剂的使用不仅能增强SBS 改性沥青的防老化能力,而且能大幅改善老化前的基本结构性能,在长期的运用中及实验分析中来看,防老剂B对SBS改性沥青的综合防老化能力效果最好。
    2.复合型橡胶防老剂应用研究
    应用研究中我们采用胎面胶中实验进行说明,其中用橡胶防老剂8PPD-35 代替橡胶防老剂D,通过等量分析法,橡胶防老剂8PPD-35 在扯断伸长率及扯断强力方面,效果要优于橡胶防老剂D,然后通过单一对比法,发现当橡胶防老剂8PPD-35 用量逐渐增大时,防老剂的性能开始下降,扯断伸长率及扯断强力也不断降低。这可以得出橡胶防老剂8PPD-35 使材料性能进一步优化。
    我们发现橡胶防老剂8PPD-35 在与其他防老剂A、B、D进行等量实验对比时,橡胶防老剂8PPD-35 的防护作用要比其他防老剂要好的多,同时橡胶防老剂8PPD-35 与其他聚合物混合使用,可以激发本身性能的潜力,也可以从实验中表明,在与NR并用时,它的防护作用会被极大地发挥出来,在与CR/NBR混合使用时,它在适宜的温度下老化中,防护作用是非常良好的,然而改变温度环境,使其温度变大,这时它的防护作用就降低了。
    从实验中发现利用橡胶防老剂8PPD-35 可以在应用中代替防老剂A、B、D 等,并在耐老化的性能中也可以代替4010、4010NA等,采用防老剂8PPD-35 与4010 等混合使用,不仅经济效果好,同时防护性能等其他使用效果也十分令人期待,这就是混合型橡胶防老剂的使用益处,也是未来橡胶防老剂应用的主要方向。
    总结
    由于环境条件的影响,物质就会发生老化,尤其是橡胶制品等在环境中慢慢的老化,最终失去本身的性能和作用,我们在研究防老剂时,也根据了橡胶的本身性质,通过添加防老物质,使得橡胶产品能够增强抗老化能力,同时也与国家提出的环保节能相呼应,随着我国的经济科技实力的增强,在抗老化方面会取得更大的发展。
参考文献:
[1]杨超.维生素C稀土配合物橡胶防老剂的制备及其在天然橡胶中的应用研究[D].2011.
[2]李鹏.橡胶防老剂4020 合成工艺研究[D].南京理工大学,2009.
文章来自:中国橡胶助剂网
文章作者:网络管理员
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