橡膠制品指以天然及合成橡膠為原料生產(chǎn)各種橡膠制品的活動(dòng),還包括利用廢橡膠再生產(chǎn)的橡膠制品。橡膠老化是指橡膠及制品在加工,儲(chǔ)存和使用過程中,由于受到內(nèi)外因素的綜合作用引起性能結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,進(jìn)而喪失使用價(jià)值的現(xiàn)象。其表現(xiàn)為龜裂,發(fā)粘,硬化,軟化,粉化,變色,長霉等。
引起橡膠老化的因素主要有:氧、臭氧、熱、水分、光、機(jī)械應(yīng)力等。
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(duì)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(shí),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(shí),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(kuò)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(duì)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(diǎn)(與熱作用不同)是它主要在橡表面進(jìn)生。含膠率高的試樣,兩面會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)狀裂紋,即所謂 “光外層裂”。
5)機(jī)械應(yīng)力
在機(jī)械應(yīng)力反復(fù)作用下,會(huì)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(jī)械斷裂分子鏈和機(jī)械活化氧化過程。哪個(gè)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(gè)方面:橡膠在潮濕空氣淋雨或浸泡在水中時(shí),容易破壞,這是由于橡膠中的水溶性物質(zhì)和清水基團(tuán)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(huì)加速橡膠的破壞。但在某種情況下水分對(duì)橡膠則不起破壞作用,甚至有延緩老化的作用。