橡膠在熱氧老化過程中的結構變化有幾種？

熱

由“熱”引起的老化可謂貫穿于橡膠的整個生命周期，如聚合過程中聚合溫度、樹脂合成過程中的固化放熱、擠出注塑等加工過程中的加工溫度、橡膠貯存條件下的環(huán)境溫度、使用過程中來自于太陽的暴曬或使用環(huán)境溫度等等。

“熱”對橡膠老化的影響主要體現(xiàn)在其分子鏈的運動方面，溫度升高，橡膠分子鏈運動加劇，當材料受熱溫度超過其臨界溫度，分子聚集態(tài)結構、結晶度等會發(fā)生變化，則會直接影響高分子材料的物理性能，尤其是材料的力學性能，如在極寒環(huán)境下，橡膠會變脆，韌性大大下降，極易折斷。當材料受熱溫度超過化學鍵的鍵能時，會引起分子鏈的斷裂，進而發(fā)生熱降解或交聯(lián)，從而導致橡膠使用性能的下降，尤其是在有氧氣存在的條件下，極易造成熱氧老化，加劇高橡膠的降解。

氧

“氧”可以說是無處不在，是導致橡膠老化的又一重要因素。橡膠分子結構中的不飽和雙鍵、羰基、叔碳基等，極易受到氧的攻擊，從而形成大分子過氧自由基或過氧化物，然后導致橡膠分子鏈中弱鍵部位發(fā)生斷裂，進而造成橡膠分子量的下降，某些鏈的斷裂和分解會進一步產生自由基，引發(fā)大分子鏈的氧化，從而發(fā)生老化。當有熱和光照存在的條件下，橡膠還會發(fā)生熱氧老化和光氧老化，加劇材料的老化，這種老化基本是不可逆的，會大大縮短材料的使用壽命。

橡膠在熱氧老化過程中的結構變化可分為二類：一類是以分子鏈降解為主的熱氧老化反應（裂解化）；二類是以分子鏈之間交聯(lián)為主的熱氧老化（結構化）。

天然橡膠等含有異戊二烯橡膠、丁基橡膠、二元乙丙橡膠、均聚型氯醇橡膠及共聚氯醇橡膠等。這類橡膠在發(fā)生熱氧老化后的外觀表現(xiàn)為變軟、發(fā)粘。

順丁橡膠含有丁二烯的橡膠在熱氧老化過程中，發(fā)生的主要是交聯(lián)反應，類似的橡膠品種還有NBR/ SBR/ CR / ERDM/ FPM / CSM等。這類橡膠在發(fā)生熱氧老化后的外觀表現(xiàn)為變硬、變脆。

有時還有光老化：

“太陽光照”除了會造成橡膠的溫度升高而發(fā)生熱老化外，其光線中的紫外線是導致橡膠（特別是戶外應用時）老化的主要原因，這主要是因為大多數(shù)橡膠材料的化學鍵鍵能都在紫外光能量范圍內，當橡膠吸收了光能后，會引起化學鍵的斷裂，導致橡膠大分子鏈的斷裂，進而導致光老化，尤其是在有氧存在的條件下，還能夠引起橡膠的光氧老化，加劇材料的老化降解。

應力疲勞老化：

橡膠制件在機械應力反復作用下，導致產生應力分布不均勻，并使局部產生應力集中，造成部分分子鏈被扯斷，這種情況尤其在橡膠處于周期性的變形時表現(xiàn)更為突出。橡膠分子鏈斷裂直接生成自由基，引發(fā)橡膠的老化。這中間主要包括兩個過程：一是機械應力導致的橡膠分子鏈斷裂生成自由基，自由基進一步引發(fā)老化，二是機械應力產生的自由基在氧的作用下，引發(fā)氧化連鎖反應，加速了橡膠的老化進程。此外，在應力作用下橡膠更容易引起臭氧龜裂，道理亦是如此。這就如同人的皮膚，長期的不當表情或習慣，例如喜歡皺眉貨揚眉、噘嘴、瞇眼睛等，都會對面部肌肉形成牽引。而長時間重復這些動作，將使肌肉形成長久性收縮，造成皺紋，比如抬頭紋、眉間紋、魚尾紋等。這種老化現(xiàn)象即是我們常常碰到的“疲勞老化”。

橡膠老化的防護方法有哪些？

由于橡膠的老化是一種復雜的綜合化學反應過程，而且要絕對防止橡膠老化是不可能的，可采取適當?shù)拇胧泳徬鹉z老化的速度，從而達到延長橡膠使用壽命的目的。防老化措施主要有物理防護及化學防護法。

物理防護法是指盡量避免橡膠與各種老化因素相互作用，如采用表面度層或處理，加光屏蔽劑，加石蠟等。

化學防護法是指加入某些物質來防止或延緩橡膠老化繼續(xù)進行，如加入胺類或酚類化學防老劑。

防老劑的并用效應有哪些？

為了提高防護效果，在實際應用時常常選用二種或二種以上具有不同作用機理的防老劑進行并用，或選用同一防護機理的防老劑并用，或選用在同一分子上按不同機理起作用的基團同時存在的防老劑，并用后效果有三種，如下：

1、對抗效應

是指兩種或兩種以上的防老劑并用時，所產生的效果要小于他們單獨使用時的效果之和。研究表明，當顯酸性的防老劑與顯堿性的防老劑并用時，由于二者將產生類似于鹽的復合物，因而產生對抗效應。

炭黑在橡膠中既有抑制氧化的作用又有助氧化的作用，在鏈斷裂型防老劑存在下，炭黑的抑制效果減小，或在炭黑存在下防老劑防護效能下降，都清楚的表明他們之間產生了對抗效應。

2、加禾效應

是指防老劑并用后所產生的防護效果等于他們各自使用小之和。在選擇防老劑并用時，能產生加禾效應時最基本的要求。同類型防老劑并用后通常只產生加禾效應，但有時并用后會獲得其他好處。例如，兩種揮發(fā)性不同的酚類防老劑并用，不但能產生加禾效應，而且與等量的單獨使用一種防老劑相比能夠在更廣泛的溫度范圍內發(fā)揮抑制效能。

3、協(xié)同效應

是指防老劑并用后效果大于每種防老劑單獨使用的效果之和。