氯丁膠的耐候性和耐臭氧性
發(fā)布時間:2013-11-22 12:00
耐候性
用在戶外的電線、電纜的外護層，通常都使用氯丁膠作為主體材料。氯丁膠本身較其他通用合成膠有比較好的耐候性。但長期使用在戶外，時間長達20—30年。就廣義的耐候性來說，就是要具有耐紫外線、耐熱、耐寒、耐水侵蝕、耐沙蝕和風蝕的性質(zhì)，同時還要兼?zhèn)淠统粞醯刃阅堋?/span>
這就要在配方上認真考慮露天環(huán)境春、夏、秋和冬對電纜護套的作用。當對耐候要求非常高時，必須提高含膠率在50%以上，應采用炭黑配方，至少要配合10份以上的細粒徑炭黑，其中槽法炭黑抗大氣作用最好，其次是爐黑，無機填料以陶土較好，其他不宜使用，尤其是不能用碳酸鈣。
在非黑色配方中，需要配合紫外線遮蔽劑，可使用氧化鐵紅、酞菁藍、鈦白粉等，視制品顏色而定。為了改進制品在各種惡劣條件下的耐候性，使用防老劑是非常必要的。一般可采取耐熱、耐屈撓防老劑（胺類防老劑）和抗臭氧防老劑（DPPD的衍生物）并用。軟化劑少用為宜，石蠟滲出表面，有保護作用，可并用一些微晶石蠟，使石蠟的滲出緩慢而長久。膠種以W型氯丁膠較好，分子鏈中無雙硫和多硫鍵，抗紫外線的照射能力更強一些。
耐臭氧
氯丁膠是耐臭氧性良好的聚合物。根據(jù)耐臭氧性的好壞把彈性體分為三類。
①本身就具有耐臭氧性的彈性體，即是無雙鍵或者是雙鍵較少的飽和性彈性體。如三元乙丙膠、氯磺化聚乙烯橡膠、氯化聚乙烯橡膠和硅橡膠等。
?、诒旧砟统粞跣粤己?，借助配方可獲得更好耐臭氧性的彈性體。如丁基膠和氯丁膠等。
?、郾旧砟统粞跣圆?，必須配合抗臭氧防老劑的彈性體。如天然膠、丁苯膠、順丁膠和丁腈膠等。
二烯類彈性體基本上屬于第二類，而丁基膠和氯丁膠為什么卻被列在耐臭氧性良好的第二類呢？這是因為丁基膠的不飽和度低，類似于不飽和度較低的彈性體，故耐臭氧性良好。
關于氯丁膠可作如下說明：烯烴類化合物的雙鍵部位受臭氧作用后，生成臭氧化物，這種臭氧化物很不穩(wěn)定，易于裂解，從而切斷碳-碳主鏈，即發(fā)生所謂“臭氧龜裂”。這個反應可以理解為雙鍵部位具有親核性質(zhì)的碳原子和臭氧中具有親電性質(zhì)的氧原子發(fā)生反應，并形成了臭氧化物。
碳原子的這種親核性質(zhì)，取決于分子中的取代基是易于吸引電子還是易于放出電子。若用甲基置換氫原子，因為甲基易于放出電子，則雙鍵部位的碳原子親核性質(zhì)增強，和臭氧的反應速率加快；如用鹵索那樣易于吸引電子的基團置換氫原子，則雙鍵部位的碳原子親核性質(zhì)減弱，和臭氧的反應速率也就減慢。
由此看來，臭氧和聚異戊二烯反應比和聚丁二烯反應容易，和氯丁二烯反應則較困難。氯丁膠及其碗化膠穩(wěn)定性較高，是由于空間障礙的極性氰原子存在，保護了雙鍵，使臭氧難于和雙鍵反應。
彈性體在無應力狀態(tài)下，其表面生成的臭氧化物層成為保護膜，能夠使裂口不至于擴展到內(nèi)部；當受應力作用時，臭氧裂口會與應力成垂直方向發(fā)展，使臭氧逐步侵入至下層，造成裂口擴展。各種彈性體在受力狀態(tài)下，臭氧裂口增長速率是不同的。
本文參考《氯丁橡膠加工與應用》一書。 相關鏈接
