Ozone lão hóa và bảo vệ các sản phẩm cao su

Ozone là một yếu tố quan trọng trong sự lão hóa của các sản phẩm cao su trong khí quyển. Ozone hoạt động nhiều hơn oxy, vì vậy nó tấn công vào cao su, đặc biệt là cao su không bão hòa, nặng hơn nhiều so với oxy.

Ôzôn (o3) trong khí quyển bị phân hủy bởi sự hấp thụ ánh sáng cực tím sóng ngắn trong ánh sáng mặt trời bởi các phân tử oxy.

Nguyên tử oxy được tái kết hợp với các phân tử oxy. Có một lớp ôzôn có nồng độ khoảng 5 × 10 - trong bầy cách mặt đất 20 ~ 30km. Với dòng chảy thẳng đứng của không khí, ozone được đưa đến bề mặt trái đất, và nồng độ ozone giảm dần từ cao đến cao. Ngoài ra, ozone được tạo ra ở những nơi ánh sáng cực tím được tập trung, ở những nơi xả, và trong các động cơ điện, đặc biệt là nơi các tia lửa điện được tạo ra. Thông thường nồng độ ozone trong khí quyển là 0 ~ 5X10-8. Nồng độ ozone thay đổi theo từng vùng; nồng độ ozone thay đổi theo từng mùa. Mặc dù nồng độ ozone gần mặt đất là rất thấp, nhưng không thể bỏ qua thiệt hại cho cao su.

Cao su không bão hòa dễ bị ozon hóa và sự xuất hiện của nó sau khi ozon hóa. Không giống như quá trình lão hóa oxy hóa nhiệt, ozon hóa các sản phẩm cao su chỉ được thực hiện trên lớp bề mặt tiếp xúc với ozone. Toàn bộ quá trình ozon hóa được thực hiện bởi bề mặt. Thứ hai là cao su phản ứng với ôzôn để tạo thành một màng cứng màu trắng bạc (khoảng độ dày lOnm). Trong điều kiện tĩnh, màng có thể ngăn chặn tiếp xúc sâu giữa ozone và cao su, nhưng trong điều kiện biến dạng động hoặc dưới sức căng tĩnh, khi cao su Khi ứng suất kéo dài hoặc kéo dài vượt quá sự kéo dài tới hạn hoặc ứng suất tới hạn, phim sẽ nứt, cho phép ozone tiếp xúc với bề mặt cao su mới, tiếp tục ozon hóa và làm cho vết nứt phát triển, và sau khi vết nứt xuất hiện Vì đế có nồng độ ứng suất, dễ dàng hơn để làm sâu vết nứt và tạo thành vết nứt. Hướng của vết nứt vuông góc với hướng của ứng suất. Nói chung, chỉ một lượng nhỏ các vết nứt xuất hiện dưới sự biến dạng nhỏ (như 5%), và hướng nứt rõ ràng. Khi cao su chịu nhiều hướng, khó phân biệt hướng nứt.

Đầu tiên, cơ chế phản ứng ozon hóa cao su

Cơ chế phản ứng của ozon và cao su không bão hòa có thể được giải thích bằng cách tham khảo công thức sau đây.

Khi ozone tiếp xúc với sản phẩm cao su, ozone phản ứng đầu tiên với liên kết đôi hoạt động để tạo thành ozonide phân tử 1. Ozon phân tử không ổn định và nhanh chóng phân hủy thành cacbonyl 2 và zwitterion 3. Trong hầu hết trường hợp, hợp chất zwitterion và carbonyl sẽ kết hợp lại thành có thể được polyme hóa để tạo thành một diperoxide © hoặc một peroxit cao ©. Ngoài ra, khi có một dung môi hoạt tính như metanol, thì sự kích thích cũng sẽ phản ứng với nó để tạo thành methoxyhydrogen peroxide 7.

Năng lượng hoạt hóa của ozon và cao su không bão hòa rất thấp, và phản ứng rất dễ thực hiện. Phản ứng được hoàn thành cho đến khi liên kết đôi của cao su được tiêu thụ. Tại thời điểm này, một bộ phim bị mất màu trắng bạc được hình thành trên bề mặt của cao su, miễn là không có lực bên ngoài để làm cho rùa phim Crack, cao su sẽ không còn tiếp tục ozonat. Nếu cao su ozon hóa được kéo dài hoặc biến dạng động, phim ozon hóa kết quả sẽ nứt, để lộ một bề mặt cao su mới và phản ứng với ozone, khiến cho vết nứt tiếp tục phát triển.

Cao su bão hòa không chứa liên kết đôi, mặc dù nó có thể phản ứng với ozone, nhưng phản ứng diễn ra rất chậm và không dễ bị nứt.

Nhiều người đã nghiên cứu sản xuất và tăng trưởng các vết nứt ozon hóa cao su không bão hòa. Dựa trên dữ liệu thực nghiệm của họ, các nhà nghiên cứu đã đề xuất cơ chế tăng trưởng và tăng trưởng của vết nứt. Ví dụ, người ta tin rằng sự xuất hiện của các vết nứt là do xu hướng của các chuỗi phân tử bị phá vỡ được tạo ra bởi sự phân hủy của ozonide dưới áp lực tách rời nhau, lớn hơn xu hướng tái tổ hợp. Sự tăng trưởng của các vết nứt có liên quan đến nồng độ ozone và tính di động của các chuỗi phân tử cao su. Khi nồng độ ozone là không đổi, thì tính di động của các chuỗi phân tử càng lớn thì tốc độ phát triển của vết nứt càng nhanh. Người ta cũng tin rằng thế hệ và sự phát triển của sự nứt ôzôn và các đặc tính vật lý của lớp ozonit mỏng hình thành bởi sự ozon hóa của cao su và lớp bề mặt của cao su gốc

Các đặc tính vật lý khác nhau. Ví dụ, Murray tin rằng quá trình ozon hóa của cao su là một quá trình trong đó các quá trình vật lý và các quá trình hóa học xảy ra cùng nhau. Khi cao su tiếp xúc với ozone, các liên kết đôi trên bề mặt phản ứng nhanh với ozone, và hầu hết chúng tạo thành oxit ozon, biến đổi nhanh chóng chuỗi cao su mềm ban đầu thành một chuỗi cứng có chứa nhiều vòng oxit. Khi căng thẳng được áp dụng cho cao su, sự căng thẳng kéo dài chuỗi cao su, gây ra nhiều liên kết đôi để tiếp xúc với ozone, làm cho dây chuyền cao su chứa nhiều vòng oxit hơn và trở nên giòn hơn. Bề mặt bị vướng víu dễ bị nứt do căng thẳng hoặc căng thẳng động.

Nhà máy sản phẩm cao su Haining Qianlang

THÊM: SỐ 10-2, Lianbao Road, Qianjiang Khu Công Nghiệp, Dingqiao Town, Haining, Chiết Giang 314413, trung quốc

Điện thoại: + 86-573-87767299

FAX: + 86-573-87763488

E-mail: sales@qlrubber.com