Caoutchouc en cours de vieillissement oxydatif thermique :

Les types de changements structurels du caoutchouc au cours du processus de vieillissement oxydatif thermique peuvent être divisés en :

• L'une est la réaction de vieillissement oxydatif thermique (pyrolyse) qui est basée sur la dégradation de la chaîne moléculaire.

• Le deuxième type est la pyrolyse (structurée), qui est principalement réticulée entre les chaînes moléculaires.

Le caoutchouc naturel contient du caoutchouc isoprène, du caoutchouc butyle, du caoutchouc diéthylène propylène, du caoutchouc homopolymère de chlorhydrine et du caoutchouc copolymère de chlorhydrine, etc. L'aspect de ce type de caoutchouc deviendra mou et collant après le vieillissement thermique à l'oxygène.

Le principal changement pour le caoutchouc butadiène contenant du butadiène dans le processus de vieillissement thermique à l'oxygène est la réaction de réticulation. Tels que NBR/SBR/CR/ERDM/FPM/CSM auront également des changements similaires. L'aspect de ce type de caoutchouc est dur et cassant après vieillissement thermique.

Les principaux facteurs qui influencent le vieillissement du caoutchouc :

1. Oxygène: L'oxygène a une réaction en chaîne radicalaire avec les molécules de caoutchouc dans le caoutchouc, et la chaîne moléculaire est rompue ou réticulée de manière excessive, ce qui entraîne une modification des propriétés du caoutchouc. L'oxydation est l'une des raisons importantes du vieillissement du caoutchouc.

2.Ozone : L'activité chimique de l'ozone est beaucoup plus élevée que celle de l'oxygène et elle est plus destructrice. Il brise également la chaîne moléculaire, mais l'effet de l'ozone sur le caoutchouc varie selon que le caoutchouc est déformé ou non. Lorsqu'il est utilisé comme caoutchouc de déformation (caoutchouc majoritairement insaturé), une fissure qui est rectiligne dans le sens de la contrainte est générée, c'est-à-dire une « fissure à l'ozone » ; lorsqu'il agit sur un caoutchouc déformé, seul un film d'oxyde se formera en surface et sans fissuration.

3. Chaleur : L'augmentation de la température peut provoquer la fissuration thermique du caoutchouc ou la réticulation thermique. Mais la fonction de base de la chaleur est l'activation. Augmentation de la vitesse de diffusion de l'oxygène et de la réaction d'oxydation d'activation afin d'accélérer la vitesse de réaction d'oxydation du caoutchouc, qui est un phénomène courant de vieillissement - vieillissement thermique à l'oxygène.

4. Stress mécanique : sous l'action répétée du stress mécanique, la chaîne moléculaire du caoutchouc sera rompue et formera une chaîne libre, puis déclenchera une réaction d'oxydation en chaîne et formera un processus mécanochimique. Entre fracture mécanique de la chaîne moléculaire et processus d'oxydation par activation mécanique, dont on profite selon les conditions. De plus, il est facile de provoquer la fissuration de l'ozone sous contrainte.

5. Eau : Il y a deux fonctions de l'eau : dans un environnement humide ou une immersion à long terme dans l'eau, le caoutchouc est facile à endommager. Cela est dû aux substances hydrosolubles du caoutchouc et aux groupes hydrophiles et à d'autres composants par la solution d'extraction d'eau, l'hydrolyse ou l'absorption et d'autres raisons. En particulier dans l'action alternative de l'immersion dans l'eau et de l'exposition atmosphérique, cela accélérera la destruction du caoutchouc. Cependant, dans dans certains cas, l'eau n'aura pas d'effet destructeur sur le caoutchouc et peut même retarder l'effet de vieillissement.

6. Huile : En cours d'utilisation, en contact à long terme avec le milieu huileux, l'huile peut pénétrer dans le caoutchouc et le faire gonfler, ce qui réduit la résistance et d'autres propriétés mécaniques du caoutchouc. L'huile peut provoquer un gonflement du caoutchouc, car l'huile pénétrée dans le caoutchouc fera une diffusion moléculaire de sorte que la structure du réseau du caoutchouc vulcanisé change.

7. Autres facteurs : milieux chimiques, ions métalliques de valence, rayonnement à haute énergie, électricité et biologie, etc.

Quelles sont les méthodes de protection contre le vieillissement du caoutchouc ?

Parce que le vieillissement du caoutchouc est un processus de réaction chimique complexe et complet, et qu'il est impossible d'empêcher absolument le vieillissement du caoutchouc, des mesures appropriées peuvent être prises pour retarder le taux de vieillissement du caoutchouc afin de prolonger la durée de vie du caoutchouc. Les principales mesures anti-âge sont la protection physique et la protection chimique.

La protection physique consiste à éviter autant que possible l'interaction entre le caoutchouc et divers facteurs de vieillissement, tels que l'utilisation d'une couche ou d'un traitement de surface, l'ajout d'un agent de protection contre la lumière, l'ajout de paraffine, etc.

La protection chimique signifie l'ajout de certaines substances pour prévenir ou retarder le vieillissement du caoutchouc, comme les antioxydants chimiques aminés ou phénoliques.

Quelles sont l'utilisation simultanée de l'effet des antioxydants ?

Afin d'améliorer l'effet de protection, deux ou plusieurs antioxydants avec différents mécanismes utilisés simultanément sont souvent utilisés dans une application pratique, utilisez des antioxydants avec le même mécanisme de protection ou choisissez des antioxydants avec différents groupes agissant sur la même molécule en même temps selon différents mécanismes, il existe trois types d'effets après utilisation simultanée, comme suit :

1. L'effet antagoniste signifie que lorsque deux antioxydants ou plus sont utilisés ensemble, l'effet est inférieur à la somme des effets lorsqu'ils sont utilisés seuls. Les résultats montrent que lorsque l'antioxydant acide et l'antioxydant alcalin sont utilisés ensemble, ils produiront un complexe semblable au sel, produisant ainsi un effet antagoniste.

Le noir de carbone inhibe non seulement l'oxydation, mais favorise également l'oxydation du caoutchouc. En présence d'antioxydant brise-chaîne, l'effet inhibiteur du noir de carbone diminue, ou en présence de noir de carbone, l'effet protecteur de l'antioxydant diminue, ce qui montre clairement qu'il existe un effet de confrontation entre eux.

2. L'effet Plus signifie que l'effet protecteur des antioxydants est égal à la somme de leurs utilisations respectives. C'est une exigence de base pour produire un effet positif lorsque l'antioxydant est utilisé ensemble. Le même type d'antioxydant ne produit généralement que l'effet positif lorsqu'il est utilisé, mais parfois, d'autres avantages seront obtenus lors de l'utilisation. Par exemple, la combinaison de deux antioxydants phénoliques avec une volatilité différente peut non seulement produire l'effet positif, mais également exercer l'effet inhibiteur dans une plage de température plus large que l'antioxydant unique avec la même quantité.

3. L'effet synergique fait référence à l'utilisation simultanée d'antioxydants avec un effet plus important que la somme des effets de chaque antioxydant seul.