橡胶防老剂发展趋势与应用研究

2014-08-15李松峰开封铁塔橡胶集团有限公司河南开封475000

化工管理 2014年21期

李松峰(开封铁塔橡胶（集团）有限公司河南开封 475000)

一、橡胶防老剂发展趋势

1.聚合型大分子质量化橡胶防老剂

目前橡胶防老剂正在走向聚合型大分子质量化，因为大分子聚合物分子质量大，挥发性低，在加工时能够耐加工温度，在温度较高时，它的稳定性比较高，这就提高了防老剂的持久性和高效性。在聚合型大分子合成时，主要通过单体均聚或共聚、大分子官能化等反应实现分子质量的增大。一味地追求大分子质量化，也将对防老剂的性质带来不利因素，因为随着分子质量的能不断增大，分子的移动速率也会逐渐变慢，会对橡胶表面的氧化反应造成影响，这就涉及到了防老剂的防老原理了，因为分子的移动速率变慢时，当橡胶表面的抗氧剂消耗殆尽时，内部的防老剂不能及时从橡胶内部迁移出来，这就抑制了防老剂的作用,所以一般相对分子质量不能超过1500。

2.超细微粒化橡胶防老剂

与聚合性大分子相比的超细微粒化的防老剂，它的研制方向截然不同，主要以缩小防老剂的尺寸为方向，利用光学性能和物理学原理。当防老剂的尺寸过小时，达到一定状态，它的抗老化性，包括热老化、紫外老化和臭氧老化，就会得到显著增强。由于相对分子质量过大，防腐剂物质不容易移动到表面，这时将防老剂分子的尺寸适当的缩小，无疑增加了防老剂物质的移动速率，也增加了物质在分子里的分散性，它的抗氧性就会显著提高，同时将具备良好的热稳定性。目前在超细微粒化领域，普通聚苯胺被受到关注，尤其是聚苯胺微细纤维的抗氧能力已经得到了广泛肯定。

3.绿色环保型橡胶防老剂

随着我国经济社会的发展，人们的健康意识也越来越强，因此绿色环保型橡胶防老剂是未来防老剂的主要发展方向。在绿色环保型橡胶防老剂研究使用中，维生素E是合成天然防老剂非常成功的例子，并且成功使用于聚合物加工工业。维生素E通过与醇类、脂类，形成固体复合物，在未来的防老剂应用中具有非常光明的前景。我们都知道大多数天然防老剂的热稳定性非常差，因此很难运用于聚合物合成工业，那么这就使高效且无毒无害的新产品成为主要研究对象，通过使橡胶与烯芳烃、二苯胺和丙酮等，在一定温度下搅拌并且互相附着，可以得到无污染且价格低廉的防老剂。也可以利用植物酸合成了新型酯类防老剂，另外还有有硫脲衍生物CTU等都是未来绿色环保型橡胶防老剂发展的主要方向。

二、橡胶防老剂应用研究

橡胶防老剂应用研究的方向有存在着不同，下面简单对在SBS改性沥青中的橡胶防老剂应用研究、复合型橡胶防老剂的应用研究进行说明。

1.SBS改性沥青中橡胶防老剂的应用研究

高分子聚合物制品在长期的使用过程中，在受到光、热、化学价易变的金属离子的作用，会产生粘性、脆性、甚至会出现裂痕，我们以沥青为例，尽管改性沥青在工业制作过程中与聚合物混合，生成一种可以提高其性能的均匀混合物，但是它同样不能逃脱氧化、光等作用降低它的性能。橡胶防老剂在SBS改性沥青中的应用研究中，橡胶防老剂A、B和C是常用的研究对象。

采用分类对比的方法，分别将防老剂A、B、C和SBS改性沥青试样搅拌均匀,在160℃下溶胀19到20min左右 ,在将试样170℃的高温下剪切25min。最后静置于160℃烘箱中,保温lh左右后制样，并记下实验数据。

实验中发现发现，防老剂A、B、C,对改性沥青的针入度有明显影响，加入防老剂A、B的沥青明显变稀，而加入防老剂C的沥青明显变稠，同样软化点与针入度受影响相似，实验中从沥青的粘度、延度、针入度指数、动态剪切性能、BBR性能等数据来看，防老剂A、B对以上大部分都有降低功能，在延度方面，防老剂C的效果最为明显，同时防老剂A、B、C对上述影响大体上各不相同，在实际应用上，防老剂的使用不仅能增强SBS改性沥青的防老化能力，而且能大幅改善老化前的基本结构性能，在长期的运用中及实验分析中来看，防老剂B对SBS改性沥青的综合防老化能力效果最好。

2.复合型橡胶防老剂应用研究

应用研究中我们采用胎面胶中实验进行说明，其中用橡胶防老剂8PPD-35代替橡胶防老剂D，通过等量分析法，橡胶防老剂8PPD-35在扯断伸长率及扯断强力方面，效果要优于橡胶防老剂D，然后通过单一对比法，发现当橡胶防老剂8PPD-35用量逐渐增大时，防老剂的性能开始下降，扯断伸长率及扯断强力也不断降低。这可以得出橡胶防老剂8PPD-35使材料性能进一步优化。

我们发现橡胶防老剂8PPD-35在与其他防老剂A、B、D进行等量实验对比时，橡胶防老剂8PPD-35的防护作用要比其他防老剂要好的多，同时橡胶防老剂8PPD-35与其他聚合物混合使用，可以激发本身性能的潜力，也可以从实验中表明，在与NR并用时，它的防护作用会被极大地发挥出来，在与CR/NBR混合使用时，它在适宜的温度下老化中，防护作用是非常良好的，然而改变温度环境，使其温度变大，这时它的防护作用就降低了。

从实验中发现利用橡胶防老剂8PPD-35可以在应用中代替防老剂A、B、D等，并在耐老化的性能中也可以代替4010、4010NA等，采用防老剂8PPD-35与4010等混合使用，不仅经济效果好，同时防护性能等其他使用效果也十分令人期待，这就是混合型橡胶防老剂的使用益处，也是未来橡胶防老剂应用的主要方向。