橡胶防老剂的协同作用及发展趋势

2017-03-11张玉芳泰安圣奥化工有限公司

消费导刊 2017年12期

张玉芳泰安圣奥化工有限公司

橡胶防老剂的协同作用及发展趋势

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延缓橡胶老化，增长橡胶制品的使用寿命作为一个重要的研究课题在今年来得到了越来越多的关注，能够延缓或防止橡胶制品老化的物质成为橡胶防老剂。本文从橡胶防老剂的应用现状和分类入手，介绍了橡胶防老剂协同作用的分类及其机理，并综合分析各种橡胶防老剂的发展前景和趋势，指出防老剂研发未来的发展趋势是向着聚合型大分子质量化、超细微粒化、反应型和绿色环保型等新品种的开发发展的。

橡胶防老剂协同作用发展趋势

一、橡胶防老剂的应用现状及分类

（一）橡胶防老剂的内涵

橡胶防老剂是橡胶助剂的一种。橡胶助剂是在橡胶的加工和制作中被广泛应用的一种辅助原料，橡胶助剂可以起到改善橡胶加工工艺，提高橡胶制品质量的重要作用。橡胶助剂在一般情况下包括三大类：防老剂、促进剂、加工剂。

橡胶老化的重要原因之一是受到氧化作用的影响，因此防老剂也被称作抗氧剂。按照抗氧机理的不同，可以将橡胶防老剂分为两类：一类橡胶防老剂称作自由基终止剂，也叫主防老剂。主要通过提供氧原子，组织自由基生成或者捕获自由基，使自由基不能进入到氧化循环的过程中，从而起到防止橡胶老化的作用。这类的防老剂的典型品种是受阻酚类和芳香族仲胺类防老剂；另一类橡胶防老剂称作氢过氧化物分解剂，也叫辅助老剂。辅助老剂主要是通过将过氧化物分解成为稳定的化合物，组织新的自由基的生成，从而达到终止链反应的目的。这类的防老剂的典型品种是硫脂类和磷脂类防老剂。

（二）橡胶防老剂的种类及性能特点

橡胶防老剂的种类繁多，作用各不相同。橡胶防老剂按照结构的不同可以划分为：萘胺类、喹啉类、对苯二胺类、二苯胺类。目前，国内外橡胶防老剂的应用品种呈现集中发展的趋势，主要以对苯二胺类和喹啉类产品为主，此外，一些用于浅色橡胶的环保型酚类橡胶防老剂的应用也较为普遍。

按照橡胶防老剂的作用不同，可以分为抗热氧化老剂、抗臭氧剂、有害金属离子抑制剂、抗疲劳剂、紫外线吸收剂、抗龟裂剂等。这种分类方法，是根据橡胶防老剂的主要作用老划分的，实际上大多数的防老剂都不同程度上起到上述防老的作用，每一种防老剂的作用并不是一种防老剂所专有的。

二、橡胶防老剂的协同作用

橡胶防老剂的组合使用比其中任何的橡胶防老剂的单独使用能够产生更强的稳定性和效果，这种现象称为防老剂的协同作用。橡胶防老剂的协同作用可能会从主防老剂产生效果到辅助老剂产生效果吗，从而能够起到保证第2种防老剂不被消耗掉的效果；或者，协同作用也可以体现为辅助防老剂通过不同的防老机理同时起作用。

橡胶防老剂的协同作用包括分子间的协同和分子内的协同两种方式。分子间的协同作用，是指两种或两种以上的橡胶防老剂在进行复配后产生协同作用。分子内的协同作用，也称作自协同作用，是指一种橡胶防老剂含有多个抗氧官能团，彼此之间能够发挥协同作用。

1.分子间的协同。分子间的协同包括两种协同作用形式：一种是指均协同作用，指的是通过将抗氧化机理相同的橡胶防老剂进行复配产生的协同作用；另一种是指异协同作用，指的是将抗氧化机理不同的橡胶防老剂之间进行复配产生的协同作用。

均协同作用。在两种空间位阻不同的受阻酶，或者两种结构和活性均不同的胺类防老剂复配使用的情况下，高活性防老剂能够提高氢原子，使得高活性橡胶防老剂能够再生，从而产生均协同作用，使橡胶制品能够保持长久的抗氧能力。

非均协同作用。非均协同作用的典型实例是主防老剂与辅助老剂的复配。酚类防老剂与亚磷酸酯之间进行复配，能够呈现协同作用。除酚类与亚磷酸酯复配之外，在理论上，主防老剂与辅助老剂之间的复配，都能够产生协同作用。用一种双酚类或受阻酚类防老剂与硫醚类防老剂作为原料，按照一定的比例进行复配制备的新型防老剂与传统老剂想必，具备更加强化的抗热老化、耐候性能、抗黄变性能、加工稳定性能等等。

2.自协同作用。人们经过对复合防老剂不断深入的了解，已经研究出分子内的复合防老剂。即将具有抗氧功能的两种或者两种以上的官能团结合一个分子时，就能够通过自身达到协同的效果。同时，能够提高耐热性、耐光性、耐抽提性。

三、防老剂的发展趋势

1.聚合型大分子质量化。通过单体均聚或共聚、大分子官能化的反应来实现分子质量的增大。随着分子质量的增大，引起分子迁移速度变慢。由于氧化反应主要发生在橡胶表面，当表面抗氧剂消耗殆尽后，制品内部的防老剂发挥效能的关键就是防老剂能否及时迁移到橡胶制品的表面，所以橡胶防老剂的分子质量并非越大越好。

2.超细微粒化。超细材料因为尺寸小而表现出奇异的小尺寸效应和表面界面效应，从而具有独特的光学性能以及物理化学特性。当物质达到超细极时，其在聚合物中的分散性将会大大增强，有利于许多具有很好的抗氧效果并且分散性不强的抗氧剂投入使用，表现出更加优良的化学性质以及热稳定性。当防老剂的尺寸达到超细级别时。将会增强橡胶制品的抗老化性能，包括热老化、紫外老化和臭氧老化等。

3.绿色环保型。在新形势下，积极发展无毒绿色、健康环保型的橡胶防老剂，可以满足人们对健康和环保的要求，适合我国当前可持续发展的基本国策和人们环保观念的不断增强。新科技的发展，为橡胶防老剂向绿色环保的方向发展提供了可能性。