橡膠是一種與塑料和纖維一同列為三大合成材料的高分子材料。它獨(dú)特地具備高度的伸縮性和卓越的彈性,這些卓越特性使得橡膠在工業(yè)應(yīng)用中成為杰出的材料,用于減震、密封、屈撓、耐磨、防腐、絕緣以及粘接等多種用途。橡膠廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車制造、飛機(jī)輪胎、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域。
然而,橡膠也具有不飽和烯烴聚合物的屬性,這種特性使得橡膠及其制品在加工、貯存和使用過程中容易受到多種內(nèi)外因素的影響,從而導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)或組分遭到損害,從而影響了其使用價(jià)值和應(yīng)用范圍。這種現(xiàn)象被橡塑行業(yè)稱之為橡膠老化。天然橡膠的老化表現(xiàn)多種多樣,包括生膠或制品表面的黏性增加、變脆、硬化、開裂、脫層和發(fā)霉。此外,溶解性、流變性、耐熱性和耐寒性都會(huì)發(fā)生變化,同時(shí)介電常數(shù)、表面電阻和導(dǎo)電率也可能發(fā)生改變。
1、什么是橡膠的老化
橡膠的老化過程是一種不可逆的變化,其本質(zhì)是由于天氣、物理、化學(xué)、生物等多種因素的作用,導(dǎo)致橡膠的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生氧化降解反應(yīng)或結(jié)構(gòu)性反應(yīng)。老化過程主要分為降解和結(jié)構(gòu)化兩個(gè)方面,兩者都對(duì)橡膠的性能產(chǎn)生不利影響。降解反應(yīng)導(dǎo)致橡膠分子的平均相對(duì)分子質(zhì)量下降,進(jìn)而降低其強(qiáng)度和性能;而結(jié)構(gòu)化反應(yīng)則表現(xiàn)為支化交聯(lián),導(dǎo)致橡膠變硬、龜裂、失去彈性。老化過程中,降解和結(jié)構(gòu)化的相對(duì)比例主要取決于橡膠自身的結(jié)構(gòu)以及外部環(huán)境條件。
為了延緩橡膠的老化和變質(zhì),除了正確使用和維護(hù)橡膠制品外,通常在橡膠的混煉和加工過程中添加一些特殊的化學(xué)物質(zhì),被稱為防老劑。
橡膠的老化主要包括以下幾種類型:
氧老化:氧氣在橡膠中引發(fā)氧化反應(yīng),導(dǎo)致分子鏈的破裂和降解。這種老化通常是由外部空氣中的氧氣引起的。
臭氧老化:臭氧(O3)對(duì)橡膠也具有老化作用,它會(huì)引起橡膠表面的龜裂和硬化,通常是由臭氧污染引起的。
疲勞氧化:疲勞氧化是由于反復(fù)應(yīng)力加載引起的橡膠老化,例如,輪胎在行駛中的頻繁彎曲和壓縮。
熱氧老化:高溫和氧氣的共同作用導(dǎo)致橡膠老化。高溫使氧化反應(yīng)更快進(jìn)行。
催化氧化:催化氧化可以進(jìn)一步分為光催化氧化和變價(jià)金屬離子催化氧化。光催化氧化是指紫外線或可見光的作用下,光引發(fā)了氧化反應(yīng)。變價(jià)金屬離子催化氧化則是由一些金屬離子催化氧氣與橡膠之間的反應(yīng)。
2、 原因分析:
首先,了解橡膠變質(zhì)和變粘的原因非常重要,因?yàn)椴煌脑蛐枰煌奶幚矸椒?。一般來說,以下是導(dǎo)致橡膠變質(zhì)和變粘的一些常見原因。
光照和紫外線輻射:長(zhǎng)時(shí)間暴露于陽光和紫外線下會(huì)導(dǎo)致橡膠老化,使其變質(zhì)和變粘。
高溫:高溫會(huì)促使橡膠中的添加劑分解,從而引發(fā)變質(zhì)問題。
氧化:橡膠在空氣中與氧氣接觸時(shí)會(huì)氧化,導(dǎo)致硬化和粘性增加。
濕度:濕度會(huì)導(dǎo)致橡膠發(fā)霉,從而影響其性能。
化學(xué)物質(zhì):某些化學(xué)物質(zhì),如酸、堿、溶劑等,會(huì)導(dǎo)致橡膠的變質(zhì)和變粘。
3、存儲(chǔ)和使用條件的改善:
一種處理橡膠變質(zhì)和變粘問題的方法是改善其存儲(chǔ)和使用條件。以下是一些建議:
避免暴露于紫外線和陽光下:儲(chǔ)存橡膠制品時(shí),應(yīng)避免直接陽光照射,可以選擇存放在遮陽處或使用防紫外線罩。
控制溫度和濕度:盡量將橡膠制品儲(chǔ)存在恒定的溫度和濕度環(huán)境中,避免高溫和高濕度的情況。
密封包裝:將橡膠制品密封包裝,以減少與外界空氣接觸,降低氧化的風(fēng)險(xiǎn)。
4、 清潔和維護(hù):
對(duì)于已經(jīng)發(fā)生變質(zhì)和變粘的橡膠制品,可以考慮以下清潔和維護(hù)方法:
用溫水和溫和的清潔劑清洗:用溫水和溫和的清潔劑清洗橡膠制品,然后用清水沖洗干凈。這有助于去除污垢和降低黏性。
使用橡膠保養(yǎng)劑:市場(chǎng)上有各種橡膠保養(yǎng)劑可用于修復(fù)和保護(hù)橡膠制品。這些產(chǎn)品可以幫助恢復(fù)橡膠的彈性和防止進(jìn)一步變質(zhì)。
避免使用有害物質(zhì):在清潔和維護(hù)橡膠制品時(shí),避免使用酸、堿或強(qiáng)溶劑,以免進(jìn)一步損害橡膠。
5、熱處理和再生:
對(duì)于嚴(yán)重變質(zhì)的橡膠制品,可以考慮熱處理和再生的方法:
熱處理:熱處理是通過加熱橡膠以促使其恢復(fù)彈性的方法。這可以通過加熱橡膠制品,如輪胎,以恢復(fù)其形狀和性能。
再生:橡膠可以通過再生過程進(jìn)行回收。這涉及將廢棄的橡膠制品收集起來,然后經(jīng)過加工和化學(xué)處理,將其轉(zhuǎn)化為可再次使用的橡膠制品。
6、專業(yè)修復(fù)和處理:
如果橡膠制品非常重要,或者變質(zhì)問題較為復(fù)雜,可以考慮尋求專業(yè)的修復(fù)和處理服務(wù)。專業(yè)的橡膠修復(fù)師通常具有專業(yè)的設(shè)備和技能,可以有效地修復(fù)橡膠制品,并恢復(fù)其性能。
在處理橡膠變質(zhì)和變粘問題時(shí),關(guān)鍵是采取預(yù)防措施以延長(zhǎng)橡膠制品的壽命。此外,定期檢查和維護(hù)橡膠制品也是保持其性能的重要步驟。最終,根據(jù)具體情況,可以選擇合適的處理方法,從而使橡膠制品繼續(xù)發(fā)揮其功能。
請(qǐng)注意,以上方法的有效性取決于橡膠制品的具體類型和狀況,因此在采取任何處理措施之前,建議先進(jìn)行適當(dāng)?shù)难芯亢妥稍儗I(yè)人士。