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橡膠防老劑的協(xié)同作用及發(fā)展趨勢

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延緩橡膠老化，增長橡膠制品的使用壽命作為一個重要的研究課題在今年來得到了越來越多的關注，能夠延緩或防止橡膠制品老化的物質(zhì)成為橡膠防老劑。本文從橡膠防老劑的應用現(xiàn)狀和分類入手，介紹了橡膠防老劑協(xié)同作用的分類及其機理，并綜合分析各種橡膠防老劑的發(fā)展前景和趨勢，指出防老劑研發(fā)未來的發(fā)展趨勢是向著聚合型大分子質(zhì)量化、超細微?；?、反應型和綠色環(huán)保型等新品種的開發(fā)發(fā)展的。

橡膠防老劑 協(xié)同作用 發(fā)展趨勢

一、橡膠防老劑的應用現(xiàn)狀及分類

（一）橡膠防老劑的內(nèi)涵

橡膠防老劑是橡膠助劑的一種。橡膠助劑是在橡膠的加工和制作中被廣泛應用的一種輔助原料，橡膠助劑可以起到改善橡膠加工工藝，提高橡膠制品質(zhì)量的重要作用。橡膠助劑在一般情況下包括三大類：防老劑、促進劑、加工劑。

橡膠老化的重要原因之一是受到氧化作用的影響，因此防老劑也被稱作抗氧劑。按照抗氧機理的不同，可以將橡膠防老劑分為兩類：一類橡膠防老劑稱作自由基終止劑，也叫主防老劑。主要通過提供氧原子，組織自由基生成或者捕獲自由基，使自由基不能進入到氧化循環(huán)的過程中，從而起到防止橡膠老化的作用。這類的防老劑的典型品種是受阻酚類和芳香族仲胺類防老劑；另一類橡膠防老劑稱作氫過氧化物分解劑，也叫輔助老劑。輔助老劑主要是通過將過氧化物分解成為穩(wěn)定的化合物，組織新的自由基的生成，從而達到終止鏈反應的目的。這類的防老劑的典型品種是硫脂類和磷脂類防老劑。

（二）橡膠防老劑的種類及性能特點

橡膠防老劑的種類繁多，作用各不相同。橡膠防老劑按照結(jié)構的不同可以劃分為：萘胺類、喹啉類、對苯二胺類、二苯胺類。目前，國內(nèi)外橡膠防老劑的應用品種呈現(xiàn)集中發(fā)展的趨勢，主要以對苯二胺類和喹啉類產(chǎn)品為主，此外，一些用于淺色橡膠的環(huán)保型酚類橡膠防老劑的應用也較為普遍。

按照橡膠防老劑的作用不同，可以分為抗熱氧化老劑、抗臭氧劑、有害金屬離子抑制劑、抗疲勞劑、紫外線吸收劑、抗龜裂劑等。這種分類方法，是根據(jù)橡膠防老劑的主要作用老劃分的，實際上大多數(shù)的防老劑都不同程度上起到上述防老的作用，每一種防老劑的作用并不是一種防老劑所專有的。

二、橡膠防老劑的協(xié)同作用

橡膠防老劑的組合使用比其中任何的橡膠防老劑的單獨使用能夠產(chǎn)生更強的穩(wěn)定性和效果，這種現(xiàn)象稱為防老劑的協(xié)同作用。橡膠防老劑的協(xié)同作用可能會從主防老劑產(chǎn)生效果到輔助老劑產(chǎn)生效果嗎，從而能夠起到保證第2種防老劑不被消耗掉的效果；或者，協(xié)同作用也可以體現(xiàn)為輔助防老劑通過不同的防老機理同時起作用。

橡膠防老劑的協(xié)同作用包括分子間的協(xié)同和分子內(nèi)的協(xié)同兩種方式。分子間的協(xié)同作用，是指兩種或兩種以上的橡膠防老劑在進行復配后產(chǎn)生協(xié)同作用。分子內(nèi)的協(xié)同作用，也稱作自協(xié)同作用，是指一種橡膠防老劑含有多個抗氧官能團，彼此之間能夠發(fā)揮協(xié)同作用。

1.分子間的協(xié)同。分子間的協(xié)同包括兩種協(xié)同作用形式：一種是指均協(xié)同作用，指的是通過將抗氧化機理相同的橡膠防老劑進行復配產(chǎn)生的協(xié)同作用；另一種是指異協(xié)同作用，指的是將抗氧化機理不同的橡膠防老劑之間進行復配產(chǎn)生的協(xié)同作用。

均協(xié)同作用。在兩種空間位阻不同的受阻酶，或者兩種結(jié)構和活性均不同的胺類防老劑復配使用的情況下，高活性防老劑能夠提高氫原子，使得高活性橡膠防老劑能夠再生，從而產(chǎn)生均協(xié)同作用，使橡膠制品能夠保持長久的抗氧能力。

非均協(xié)同作用。非均協(xié)同作用的典型實例是主防老劑與輔助老劑的復配。酚類防老劑與亞磷酸酯之間進行復配，能夠呈現(xiàn)協(xié)同作用。除酚類與亞磷酸酯復配之外，在理論上，主防老劑與輔助老劑之間的復配，都能夠產(chǎn)生協(xié)同作用。用一種雙酚類或受阻酚類防老劑與硫醚類防老劑作為原料，按照一定的比例進行復配制備的新型防老劑與傳統(tǒng)老劑想必，具備更加強化的抗熱老化、耐候性能、抗黃變性能、加工穩(wěn)定性能等等。

2.自協(xié)同作用。人們經(jīng)過對復合防老劑不斷深入的了解，已經(jīng)研究出分子內(nèi)的復合防老劑。即將具有抗氧功能的兩種或者兩種以上的官能團結(jié)合一個分子時，就能夠通過自身達到協(xié)同的效果。同時，能夠提高耐熱性、耐光性、耐抽提性。

三、防老劑的發(fā)展趨勢

1.聚合型大分子質(zhì)量化。通過單體均聚或共聚、大分子官能化的反應來實現(xiàn)分子質(zhì)量的增大。隨著分子質(zhì)量的增大，引起分子遷移速度變慢。由于氧化反應主要發(fā)生在橡膠表面，當表面抗氧劑消耗殆盡后，制品內(nèi)部的防老劑發(fā)揮效能的關鍵就是防老劑能否及時遷移到橡膠制品的表面，所以橡膠防老劑的分子質(zhì)量并非越大越好。

2.超細微?；?。超細材料因為尺寸小而表現(xiàn)出奇異的小尺寸效應和表面界面效應，從而具有獨特的光學性能以及物理化學特性。當物質(zhì)達到超細極時，其在聚合物中的分散性將會大大增強，有利于許多具有很好的抗氧效果并且分散性不強的抗氧劑投入使用，表現(xiàn)出更加優(yōu)良的化學性質(zhì)以及熱穩(wěn)定性。當防老劑的尺寸達到超細級別時。將會增強橡膠制品的抗老化性能，包括熱老化、紫外老化和臭氧老化等。

3.綠色環(huán)保型。在新形勢下，積極發(fā)展無毒綠色、健康環(huán)保型的橡膠防老劑，可以滿足人們對健康和環(huán)保的要求，適合我國當前可持續(xù)發(fā)展的基本國策和人們環(huán)保觀念的不斷增強。新科技的發(fā)展，為橡膠防老劑向綠色環(huán)保的方向發(fā)展提供了可能性。

四、總結(jié)

橡膠防老劑是橡膠助劑中最主要的一個品種，橡膠防老劑的主要功能是可以防止橡膠制品在使用過程中受氧、臭氧、紫外光和有害金屬的侵襲導致性能劣化，可以防止橡膠制品氧化，延長橡膠制品壽命的作用。在新形勢下，應用好防老劑的協(xié)同作用，利用新科技促進防老劑向著聚合型大分子質(zhì)量化、超細微?；⒕G色環(huán)保型等方向發(fā)展。

[1]鄭紅兵、李晶、趙又穆.丁腈橡膠防護體系的技術進展[J].橡膠工業(yè),2017,(1).

[2]宋曉麗、陳瑩、許玉芝、王春鵬.交聯(lián)劑含量對核殼型聚丙烯酸酯乳液及膠膜性能的影響[J].工程塑料應用,2014,(3).

[3]趙建勇、岳紅、陳兵勇、沙青娥.氫化丁腈橡膠耐熱老化性能的研究[J].粘接,2013,(10).