Ozons åldrande och skydd av gummiprodukter

Ozon är en viktig faktor vid åldrandet av gummiprodukter i atmosfären. Ozon är mer aktiv än syre, så dess attack på gummi, särskilt omättat gummi, är mycket svårare än syre.

Ozonet (o3) i atmosfären sönderdelas genom absorption av kortvågs ultraviolett ljus i solljus av syremolekyler.

Syreatomen är rekombinerad med syremolekyler. Det finns ett lager av ozon med en koncentration på ca 5 × 10-i skottet på 20 ~ 30 km från jordens yta. Med det vertikala luftflödet bringas ozon till jordens yta, och koncentrationen av ozon minskar gradvis från hög till hög. Dessutom genereras ozon på platser där ultraviolett ljus är koncentrerat, i urladdningsställen och i elmotorer, speciellt där elektriska gnistor genereras. Vanligtvis är koncentrationen av ozon i atmosfären 0 ~ 5X10-8. Koncentrationen av ozon varierar från region till region; koncentrationen av ozon varierar från säsong till säsong. Även om koncentrationen av ozon nära marken är mycket låg kan skador på gummi inte ignoreras.

Omättat gummi är benäget för ozonering och dess utseende efter ozonering. Till skillnad från termooxidativ åldring utförs ozonering av gummiprodukter endast på ytskiktet som berörs av ozon. Hela ozoneringsprocessen utförs av ytan. Den andra är att gummit reagerar med ozon för att bilda en silvervit hårdfilm (ca 10 nm tjock). Under statiska förhållanden kan filmen förhindra djup kontakt mellan ozon och gummi, men under dynamiska belastningsförhållanden eller under statisk spänning, när gummi När förlängningen eller dragspänningen överstiger dess kritiska förlängning eller kritisk spänning kommer filmen att spricka, vilket gör att ozonet kan kontakta den nya gummiytan, fortsätt att ozonera och få sprickan att växa och efter att sprickan uppträder Eftersom basen har spänningskoncentration är det lättare att fördjupa sprickan och bilda en spricka. Sprängriktningen är vinkelrätt mot spänningsriktningen. Vanligen förekommer endast en liten mängd sprickor under liten belastning (till exempel 5%), och sprickriktningen är tydligt urskiljbar. När gummit utsätts för flera riktningar är det svårt att skilja sprickriktningen.

För det första mekanismen för gummi-ozoneringsreaktion

Reaktionsmekanismen för ozon och omättat gummi kan förklaras med hänvisning till följande formel.

När ozon kommer i kontakt med gummiprodukten reagerar ozon först med den aktiva dubbelbindningen för att bilda molekylär ozonid 1. Den molekylära ozoniden är instabil och sönderdelas snabbt för att bilda karbonyl 2 och zwitterion 3. I de flesta fall kommer zwitterion och karbonylföreningen att rekombineras till en luktoxid ©, och zwitterionen kan också polymeriseras för att bilda en diperoxid © eller en högperoxid ©. Dessutom, när ett aktivt lösningsmedel såsom metanol är närvarande, kommer zwitterionen också att reagera med det för att bilda metoxihydrogenperoxid 7.

Aktiveringsenergin hos ozon och omättat gummi är mycket lågt och reaktionen är mycket lätt att utföra. Reaktionen fullbordas tills gummibindningen förbrukas. Vid denna tidpunkt bildas en silvervit förlust-elastisk film på ytan av gummit, så länge det inte finns någon yttre kraft för att göra filmsköldpaddan Crack, kommer gummi inte längre att fortsätta att ozonera. Om det ozoniserade gummit sträcker sig eller dynamiskt deformeras, kommer den resulterande ozoniserade filmen att spricka, avslöja en ny gummiyta och reagera med ozon, vilket gör att sprickan fortsätter att växa.

Mättat gummi innehåller inte dubbelbindningar, även om det kan reagera med ozon, men reaktionen fortskrider mycket långsamt och är inte benägen att spricka.

Många har studerat produktionen och tillväxten av omättade gummi ozonationssprickor. Baserat på deras experimentella data föreslog dessa forskare mekanismen för spricktillväxt och tillväxt. Till exempel antas det att förekomst av sprickor beror på tendensen hos de brutna molekylära kedjorna som alstras genom sönderdelning av ozoniden under stress för att skilja sig från varandra, vilket är större än rekombinations-tendensen. Tillväxten av sprickor är relaterad till koncentrationen av ozon och rörligheten hos gummimolekylära kedjor. När koncentrationen av ozon är konstant, desto större rörlighet för molekylära kedjor desto snabbare spricker tillväxten. Det antas också att genereringen och tillväxten av ozonkrackning och de fysikaliska egenskaperna hos det tunna lagret av ozonid bildas genom ozonering av gummi och ytskiktet i det ursprungliga gummit

De fysikaliska egenskaperna är olika. Murray anser till exempel att ozoneringsprocessen av gummi är en process där fysiska processer och kemiska processer uppträder tillsammans. När gummit är i kontakt med ozon, reagerar dubbelbindningarna på ytan snabbt med ozon, och de flesta bildar en ozonoxid som snabbt omvandlar den ursprungligen mjuka gummikedjan till en stel kedja innehållande många luktoxidringar. När spänningen appliceras på gummit sträcker spänningen gummikedjan, vilket medför att fler dubbelbindningar kommer i kontakt med ozonet, vilket gör att gummikedjan innehåller mer luktoxidringar och blir mer spröda. Den sprutade ytan är benägen att spricka under stress eller dynamisk stress.

Haining Qianlang gummi produkter Factory

Lägg till : NO.10-2, Lianbao Road, Qianjiang industripark, Dingqiao Town, Haining, Zhejiang 314413, Kina

TEL: + 86-573-87767299

FAX: + 86-573-87763488

E-post: sales@qlrubber.com