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，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。
②本身耐臭氧性良好，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。
?、郾旧砟统粞跣圆睿仨毰浜峡钩粞醴览蟿┑膹椥泽w。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的碳原子和臭氧中具有親電性質的氧原子發(fā)生反應，并形成了臭氧化物。
碳原子的這種親核性質，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
