橡膠防老劑發(fā)展趨勢(shì)與應(yīng)用研究

李松峰(開(kāi)封鐵塔橡膠（集團(tuán)）有限公司 河南 開(kāi)封 475000)

一、橡膠防老劑發(fā)展趨勢(shì)

1.聚合型大分子質(zhì)量化橡膠防老劑

目前橡膠防老劑正在走向聚合型大分子質(zhì)量化，因?yàn)榇蠓肿泳酆衔锓肿淤|(zhì)量大，揮發(fā)性低，在加工時(shí)能夠耐加工溫度，在溫度較高時(shí)，它的穩(wěn)定性比較高，這就提高了防老劑的持久性和高效性。在聚合型大分子合成時(shí)，主要通過(guò)單體均聚或共聚、大分子官能化等反應(yīng)實(shí)現(xiàn)分子質(zhì)量的增大。一味地追求大分子質(zhì)量化，也將對(duì)防老劑的性質(zhì)帶來(lái)不利因素，因?yàn)殡S著分子質(zhì)量的能不斷增大，分子的移動(dòng)速率也會(huì)逐漸變慢，會(huì)對(duì)橡膠表面的氧化反應(yīng)造成影響，這就涉及到了防老劑的防老原理了，因?yàn)榉肿拥囊苿?dòng)速率變慢時(shí)，當(dāng)橡膠表面的抗氧劑消耗殆盡時(shí)，內(nèi)部的防老劑不能及時(shí)從橡膠內(nèi)部遷移出來(lái)，這就抑制了防老劑的作用,所以一般相對(duì)分子質(zhì)量不能超過(guò)1500。

2.超細(xì)微粒化橡膠防老劑

與聚合性大分子相比的超細(xì)微粒化的防老劑，它的研制方向截然不同，主要以縮小防老劑的尺寸為方向，利用光學(xué)性能和物理學(xué)原理。當(dāng)防老劑的尺寸過(guò)小時(shí)，達(dá)到一定狀態(tài)，它的抗老化性，包括熱老化、紫外老化和臭氧老化，就會(huì)得到顯著增強(qiáng)。由于相對(duì)分子質(zhì)量過(guò)大，防腐劑物質(zhì)不容易移動(dòng)到表面，這時(shí)將防老劑分子的尺寸適當(dāng)?shù)目s小，無(wú)疑增加了防老劑物質(zhì)的移動(dòng)速率，也增加了物質(zhì)在分子里的分散性，它的抗氧性就會(huì)顯著提高，同時(shí)將具備良好的熱穩(wěn)定性。目前在超細(xì)微粒化領(lǐng)域，普通聚苯胺被受到關(guān)注，尤其是聚苯胺微細(xì)纖維的抗氧能力已經(jīng)得到了廣泛肯定。

3.綠色環(huán)保型橡膠防老劑

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，人們的健康意識(shí)也越來(lái)越強(qiáng)，因此綠色環(huán)保型橡膠防老劑是未來(lái)防老劑的主要發(fā)展方向。在綠色環(huán)保型橡膠防老劑研究使用中，維生素E是合成天然防老劑非常成功的例子，并且成功使用于聚合物加工工業(yè)。維生素E通過(guò)與醇類、脂類，形成固體復(fù)合物，在未來(lái)的防老劑應(yīng)用中具有非常光明的前景。我們都知道大多數(shù)天然防老劑的熱穩(wěn)定性非常差，因此很難運(yùn)用于聚合物合成工業(yè)，那么這就使高效且無(wú)毒無(wú)害的新產(chǎn)品成為主要研究對(duì)象，通過(guò)使橡膠與烯芳烴、二苯胺和丙酮等，在一定溫度下攪拌并且互相附著，可以得到無(wú)污染且價(jià)格低廉的防老劑。也可以利用植物酸合成了新型酯類防老劑，另外還有有硫脲衍生物CTU等都是未來(lái)綠色環(huán)保型橡膠防老劑發(fā)展的主要方向。

二、橡膠防老劑應(yīng)用研究

橡膠防老劑應(yīng)用研究的方向有存在著不同，下面簡(jiǎn)單對(duì)在SBS改性瀝青中的橡膠防老劑應(yīng)用研究、復(fù)合型橡膠防老劑的應(yīng)用研究進(jìn)行說(shuō)明。

1.SBS改性瀝青中橡膠防老劑的應(yīng)用研究

高分子聚合物制品在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中，在受到光、熱、化學(xué)價(jià)易變的金屬離子的作用，會(huì)產(chǎn)生粘性、脆性、甚至?xí)霈F(xiàn)裂痕，我們以瀝青為例，盡管改性瀝青在工業(yè)制作過(guò)程中與聚合物混合，生成一種可以提高其性能的均勻混合物，但是它同樣不能逃脫氧化、光等作用降低它的性能。橡膠防老劑在SBS改性瀝青中的應(yīng)用研究中，橡膠防老劑A、B和C是常用的研究對(duì)象。

采用分類對(duì)比的方法，分別將防老劑A、B、C和SBS改性瀝青試樣攪拌均勻,在160℃下溶脹19到20min左右 ,在將試樣170℃的高溫下剪切25min。最后靜置于160℃烘箱中,保溫lh左右后制樣，并記下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)，防老劑A、B、C,對(duì)改性瀝青的針入度有明顯影響，加入防老劑A、B的瀝青明顯變稀，而加入防老劑C的瀝青明顯變稠，同樣軟化點(diǎn)與針入度受影響相似，實(shí)驗(yàn)中從瀝青的粘度、延度、針入度指數(shù)、動(dòng)態(tài)剪切性能、BBR性能等數(shù)據(jù)來(lái)看，防老劑A、B對(duì)以上大部分都有降低功能，在延度方面，防老劑C的效果最為明顯，同時(shí)防老劑A、B、C對(duì)上述影響大體上各不相同，在實(shí)際應(yīng)用上，防老劑的使用不僅能增強(qiáng)SBS改性瀝青的防老化能力，而且能大幅改善老化前的基本結(jié)構(gòu)性能，在長(zhǎng)期的運(yùn)用中及實(shí)驗(yàn)分析中來(lái)看，防老劑B對(duì)SBS改性瀝青的綜合防老化能力效果最好。

2.復(fù)合型橡膠防老劑應(yīng)用研究

應(yīng)用研究中我們采用胎面膠中實(shí)驗(yàn)進(jìn)行說(shuō)明，其中用橡膠防老劑8PPD-35代替橡膠防老劑D，通過(guò)等量分析法，橡膠防老劑8PPD-35在扯斷伸長(zhǎng)率及扯斷強(qiáng)力方面，效果要優(yōu)于橡膠防老劑D，然后通過(guò)單一對(duì)比法，發(fā)現(xiàn)當(dāng)橡膠防老劑8PPD-35用量逐漸增大時(shí)，防老劑的性能開(kāi)始下降，扯斷伸長(zhǎng)率及扯斷強(qiáng)力也不斷降低。這可以得出橡膠防老劑8PPD-35使材料性能進(jìn)一步優(yōu)化。

我們發(fā)現(xiàn)橡膠防老劑8PPD-35在與其他防老劑A、B、D進(jìn)行等量實(shí)驗(yàn)對(duì)比時(shí)，橡膠防老劑8PPD-35的防護(hù)作用要比其他防老劑要好的多，同時(shí)橡膠防老劑8PPD-35與其他聚合物混合使用，可以激發(fā)本身性能的潛力，也可以從實(shí)驗(yàn)中表明，在與NR并用時(shí)，它的防護(hù)作用會(huì)被極大地發(fā)揮出來(lái)，在與CR/NBR混合使用時(shí)，它在適宜的溫度下老化中，防護(hù)作用是非常良好的，然而改變溫度環(huán)境，使其溫度變大，這時(shí)它的防護(hù)作用就降低了。

從實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)利用橡膠防老劑8PPD-35可以在應(yīng)用中代替防老劑A、B、D等，并在耐老化的性能中也可以代替4010、4010NA等，采用防老劑8PPD-35與4010等混合使用，不僅經(jīng)濟(jì)效果好，同時(shí)防護(hù)性能等其他使用效果也十分令人期待，這就是混合型橡膠防老劑的使用益處，也是未來(lái)橡膠防老劑應(yīng)用的主要方向。

總結(jié)

由于環(huán)境條件的影響，物質(zhì)就會(huì)發(fā)生老化，尤其是橡膠制品等在環(huán)境中慢慢的老化，最終失去本身的性能和作用，我們?cè)谘芯糠览蟿r(shí)，也根據(jù)了橡膠的本身性質(zhì)，通過(guò)添加防老物質(zhì)，使得橡膠產(chǎn)品能夠增強(qiáng)抗老化能力，同時(shí)也與國(guó)家提出的環(huán)保節(jié)能相呼應(yīng)，隨著我國(guó)的經(jīng)濟(jì)科技實(shí)力的增強(qiáng)，在抗老化方面會(huì)取得更大的發(fā)展。

[1]楊超.維生素C稀土配合物橡膠防老劑的制備及其在天然橡膠中的應(yīng)用研究[D].2011.

[2]李鵬.橡膠防老劑4020合成工藝研究[D].南京理工大學(xué),2009.