氯丁胶的耐热老化性能
发布时间:2013-12-07 12:00
氯丁胶具有很高的耐热老化性能，在100-150℃下加热时性能无多大变化，超过天然胶、丁苯胶、顺丁胶和丁晴胶，但不如丁基胶、氯磺化聚乙烯橡胶、氯化聚乙烯橡胶、聚丙烯酸酯橡胶、异丙胶、氟橡胶与硅橡胶，W型氯丁胶和氯磺化聚乙烯胶的热稳定时间的对数和温度，在伸长不超过100%的情况下都是线性关系，并且这些直线几乎平行，氯磺化聚乙烯橡胶的耐热老化性比W型氯丁胶高15-20℃。
硫醇调节的氯丁胶最耐热老化。各品种氯丁胶的耐热老化性都不同。用热容量法或者差热分析法测定耐热性时，凡在加工或聚合过程中发生氧化的聚合物的热稳定性都降低。乳化剂的类型对热老化稳定性的影响是：用歧化松香皂代替一般松香皂使橡胶的热稳定性明显提高。生胶的转化率降低，热老化稳定性提高。其原因足支化度减小、降解速率和结构化速率变慢。
对于氯丁胶来说，氧的一次加成活化能比非极性橡胶高，因此在较低温度下氯丁胶的氧化缓慢。但在高温下，氯丁胶对氧化的稳定性减小，老化速率加快。氧在氯丁胶中的溶解度很低但扩散活化能很高，这是很重要的特性，会对生胶和硫化胶的老化过程发生影响。
氯丁胶及其硫化胶与其他橡胶一样，在老化过程中由于发生氧化反应，出现了含氧基团，发生了解聚和结构化作用，所以分子结构发生了复杂变化。氯丁胶的结构特性决定了有特殊反应，其中主要是释出氯化氢和结构化。在氧化过程中，有氯化氢释出的同时，有聚合物发生交联。由氧化作用造成的氯化氢释出，导致在聚合物中产生新的活性中心，从而使聚合或结构化速率加快。
在硫黄调节型氯丁胶中，氧化过程生成分子内过氧化物，秋兰姆对链段中的多硫键裂解起着重要作用。因此，GNA型氯丁胶的起始分解温度大大低于W型氯丁胶，研究表明，结构变化开始于活动氯的分离，强烈氧化以及极性基团的生成，而后主链上的氯被析出并沿双键发生反应，其结果使结晶速率减小，当氧化速率相当人时，能完全抑制结晶作用。
氯丁胶硫化胶在老化过程中性能发生变化，定伸应力和硬度增加，而伸长率和回弹率降低。拉伸强度的变化特征！j填料种类和用量及胶料的组成有关。一般情况是开始稍有增大，而后略有降低，在较高的温度下老化，拉伸强度降低得更厉害。耐水和耐寒性稍有降低，而耐油性则提高。考核氯丁硫化胶耐热性的关键指标足扯断伸长率和硬度。
在长期热老化中，伸长率降低慢，硬度上升慢，则该配方的氯丁硫化胶热老化比较好。其他物性均可由此变化作出推测。影响氯丁硫化胶热老化的原因有以下几点。
硫化体系在制造耐热老化的氯丁硫化胶时，橡胶硫化剂的选择有很大意义。要尽量不用硫黄和含有易起反应的硫化合物。因为在高温下它们会提高硬度。试验表明，氧化镁、氧化锌体系较好，该体系和氧化铅差别不大。氧化锌使用10～15份时，可保持胶料的耐热性，特别是保持其弹性。氧化镁用量即使超过4份，也不会提高耐热性。
硫化过程中产生的氯化锌能抑制氯丁胶在老化过程中的氧化和结构化。金属氧化物的种类对老化性能也有影响。氧化镁和氧化锌并用时的稳定性最高。分散性高的氧化镁使橡胶的老化稳定性更高一些。用硬脂酸钙或者煅烧碳酸钙代替氧化镁，稳定性有些提高，但胶料的早期硫化倾向和在水中的膨胀度增大。氧化锌和氧化镁的配比和用量对老化有很大作用。
本文参考《氯丁胶加工与应用》一书。 相关链接
