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一、什么是橡膠的老化？
 

橡膠及其制品在加工，貯存和使用過程中，由于受內(nèi)外因素的綜合作用而引起橡膠物理化學(xué)性質(zhì)和機械性能的逐步變壞，最后喪失使用價值，這種變化叫做橡膠老化。

表面上表現(xiàn)為龜裂、發(fā)粘、硬化、軟化、粉化、變色、長霉等。

二、引起橡膠老化的因素有：

A）氧、氧在橡膠中同橡膠分子發(fā)生游離基鏈鎖反應(yīng)，分子鏈發(fā)生斷裂或過度交聯(lián)，引起橡膠性能的改變。氧化作用是橡膠老化的重要原因之一。

B）臭氧、臭氧的化學(xué)活性氧高得多，破壞性更大，它同樣是使分子鏈發(fā)生斷裂，但臭氧對橡膠的作用情況隨橡膠變形與否而不同。當(dāng)作用于變形的橡膠（主要是不飽和橡膠）時，出現(xiàn)與應(yīng)力作用方向直的裂紋，即所謂“臭氧龜裂”；作用于變形的橡膠時，僅表面生成氧化膜而不龜裂。
 

橡膠基本結(jié)構(gòu)和抗臭氧老化

分子結(jié)構(gòu)

NBR和HNBR的抗臭氧老化性是由它們的結(jié)構(gòu)決定的。

基本分子結(jié)構(gòu)

雙鍵

臭氧會與NBR的雙鍵發(fā)生反應(yīng)并使化學(xué)鏈斷裂，從而使到NBR發(fā)生降解。

另一方面，HNBR變得越來越普遍了，而且它通過加氫把NBR的雙鍵去掉了。雖然HNBR的結(jié)構(gòu)中仍然存在著少量的雙鍵，這些雙鍵的作用是讓它維持橡膠的特性，但是它的結(jié)構(gòu)卻有著極好的抗臭氧老化性。

D）光：光波越短、能量越大。對橡膠起破壞作用的是能量較高的紫外線。紫外線除了能直接引起橡膠分子鏈的斷裂和交聯(lián)外，橡膠因吸收光能而產(chǎn)生游離基，引發(fā)并加速氧化鏈反應(yīng)過程。經(jīng)外線光起著加熱的作用。光作用其所長另一特點（與熱作用不同）是它主要在橡表面進(jìn)生。含膠率高的試樣，兩面會出現(xiàn)網(wǎng)狀裂紋，即所謂“光外層裂”。

E）機械應(yīng)力：在機械應(yīng)力反復(fù)作用下，會使橡膠分子鏈斷裂生成游離荃，引發(fā)氧化鏈反應(yīng)，形成力化學(xué)過程。機械斷裂分子鏈和機械活化氧化過程。哪能個占優(yōu)勢，視其所處的條件而定。此外，在應(yīng)力作用下容易引起臭氧龜裂。

F）水分：水分的作用有兩個方面：橡膠在潮濕空氣淋雨或浸泡在水中時，容易破壞，這是由于橡膠中的水溶性物質(zhì)和清水荃團(tuán)等成分被水抽提溶解。水解或吸收等原因引起的。特別是在水浸泡和大氣曝露的交替作用下，會加速橡膠的破壞。但在某種情況下水分對橡膠則不起破壞作用，甚至有延緩老化的作用。

G）其它：對橡膠的作用因素還有化學(xué)介質(zhì)、變價金屬離子、高能輻射、電和生物等

三、橡膠防老化的方法有兩種：

1）自然老化試驗方法：又分為大氣老驗，大氣加速老化試驗，自然貯存老化試驗，自然介質(zhì)（包括埋地等）和生物老化試驗等。

2）人工加速老化試驗方法。為熱老化、臭氧老化、光老化、人工氣候老化、光臭氧老化、生物老化、高能輻射和電老化以及化學(xué)介質(zhì)老化等。

對于天然橡膠來說，試驗溫度通常50～100℃，合成橡膠通常為50～150℃，某些特種橡膠試驗溫度則更高。如丁腈橡膠用70～150℃，硅氟膠一般用200～300℃?？傊?，應(yīng)根據(jù)試驗具體確定。

四、橡膠防老化材料：橡膠防護(hù)蠟
 

1．橡膠防護(hù)蠟的防護(hù)原理

橡膠防護(hù)蠟顧名思義，就是一種為保護(hù)橡膠制品不受光、氧、臭氧侵蝕老化而特殊配制加工的特種蠟。它主要的防護(hù)原理是在膠料配制時加入一定份量的橡膠防護(hù)蠟使其相溶在膠料中，并達(dá)到一定的飽和度。當(dāng)橡膠制品受到外界氣溫影響時，橡膠制品中的橡膠防護(hù)蠟也隨即受外界溫度的影響而向橡膠制品的表面進(jìn)行遷移（遷移的過程是從低溫到高溫，從低碳到高碳），在橡膠制品表面形成一種表面光潔、厚度均勻、密閉性良好、結(jié)構(gòu)緊密、具有較強韌性、彈性和較強粘附力而不易脫落的蠟?zāi)?。由于橡膠制品表面蠟?zāi)さ男纬捎辛Φ囟糁屏斯?、氧、臭氧對橡膠制品表面的侵蝕和老化，防止橡膠制品表層龜裂，從而達(dá)到延長其使用壽命的作用。同時必須指出要具備這種能力應(yīng)在膠料配制時加入合適的化學(xué)防老劑，才能發(fā)揮共同效能，使其起到良好的加和作用即防老化體系的協(xié)同效應(yīng)。橡膠防護(hù)蠟對光、氧、臭氧有其特殊的物理抵御和遏制能力，它的適應(yīng)溫度范圍為－5℃ — ＋55℃，在此溫度范圍內(nèi)都能起到良好防護(hù)效果。

2．橡膠防護(hù)蠟的結(jié)構(gòu)

橡膠防護(hù)蠟的組成結(jié)構(gòu)與普通石蠟的組成結(jié)構(gòu)有很大的差異。橡膠防護(hù)蠟是根據(jù)橡膠制品使用的溫度范圍和遏制臭氧侵蝕作用的能力來確定它的內(nèi)在結(jié)構(gòu)。它根據(jù)膠料防老化的需求和適應(yīng)性，對各種石油蠟、微晶蠟的內(nèi)在結(jié)構(gòu)進(jìn)行測定篩選，經(jīng)加工組合而成一種由不同族組成、不同熔點、不同餾份，但具有一定碳數(shù)分布結(jié)構(gòu)和含量的橡膠專用防護(hù)蠟。通俗地講，這就是橡膠防護(hù)蠟的內(nèi)在質(zhì)量，它的使用特性，可根據(jù)臭氧對膠料侵蝕溫度范圍和使用的工況條件而定。目前國內(nèi)外橡膠防護(hù)蠟基本分為四大類型，中溫防護(hù)蠟、中高溫防護(hù)蠟、高溫防護(hù)蠟和全天候防護(hù)蠟，企業(yè)可根據(jù)橡膠制品的特性不同膠料需求進(jìn)行合適選用（見四種類型橡膠防護(hù)蠟碳分布圖）。

3．橡膠防護(hù)蠟和普通石蠟的區(qū)別

目前有的企業(yè)為了降低成本追求利潤而用普通的石蠟代替橡膠防護(hù)蠟，從眼前看可得到一定利益，但從長遠(yuǎn)著想是得不償失的。因為用普通石蠟除上面講的適應(yīng)性差外，最重要的是由于各煉油企業(yè)所用原油的組份不同，導(dǎo)致普通石蠟的內(nèi)在質(zhì)量隨之而不穩(wěn)定，碳數(shù)分布及其含量不全，從而在使用普通石蠟作防護(hù)蠟時往往在膠料表面出現(xiàn)噴霧、翻白、彩虹等現(xiàn)象。膠料表面粗糙而無光澤，嚴(yán)重影響橡膠制品的外觀，使產(chǎn)品缺乏防老化的能力，影響用戶對產(chǎn)品的認(rèn)同，最終影響產(chǎn)品的銷售。因此我們建議不要用普通石蠟當(dāng)橡膠防護(hù)蠟使用，特別是輪胎胎側(cè)膠料和高溫工況的橡膠制品。應(yīng)正確選用適合膠料使用所需的橡膠防護(hù)蠟來提高產(chǎn)品質(zhì)量，創(chuàng)名牌，增效益。

4．橡膠防護(hù)蠟的選用

合理選用橡膠防護(hù)蠟是配制橡膠制品時一個重要而不可忽視的環(huán)節(jié)。在選用時必須考慮選用的正確性、實用性和經(jīng)濟(jì)性。必須注意以下幾個要點：
 

①橡膠制品的等級

②橡膠制品的使用溫度區(qū)域范圍

③橡膠制品的工況條件

④橡膠制品的使用期限等。合理選用橡膠制品所需的橡膠防護(hù)蠟重在其所選用防護(hù)蠟的內(nèi)在組成結(jié)構(gòu)，也就是它的碳數(shù)分布結(jié)構(gòu)。在使用時必須注重合理地配制一定份量的橡膠防護(hù)蠟，來確保橡膠制品在使用的全過程有足夠數(shù)量的橡膠防護(hù)蠟向表層遷移，以達(dá)到全過程防老化的作用。目前國內(nèi)橡膠制品防護(hù)蠟的配制一般為橡膠總量的1—4份。

在此提請用戶在選用全天候橡膠防護(hù)蠟時，必須注意橡膠軟化劑的質(zhì)量，如橡膠軟化劑中含蠟量偏高（參考數(shù)據(jù)sp偏高），加上全天候橡膠防護(hù)蠟的前峰輕組份蠟，組合在一起往往會出現(xiàn)噴霧，故在選用時務(wù)必注意。