橡胶老化原因分析及解决措施Word文档下载推荐.docx
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1、分析橡胶在老化过程中发生的变化；
2、分析轮胎胎面主要存在的老化问题；
3、分析胎面老化产生的原因；
4、分析胎面老化的防护方法；
5、分析橡胶老化的机理；
6、分析影响橡胶老化的因素；
7、结合防护剂的选用原则，选用应对胎面老化的防护剂；
【任务实施】：
一、分析橡胶在老化过程中发生的变化；
1.外观变化橡胶品种不同，使用条件不同，发生的变化也不同。
变软发粘：
天然橡胶的热氧化、氯醇橡胶的老化。
变硬变脆：
顺丁橡胶的热氧老化，丁腈橡胶、丁苯橡胶的老化。
龟裂：
不饱和橡胶的臭氧老化、大部分橡胶的光氧老化、但龟裂形状不一样。
发霉：
橡胶的生物微生物老化。
另外还有：
出现斑点、裂纹、喷霜、粉化泛白等现象。
2.性能变化（最关键的变化）物理化学性能的变化：
比重、导热系数、玻璃化温度、熔点、折光率、溶解性、熔胀性、流变性、分子量、分子量分布；
耐热、耐寒、透气、透水、透光等性能的变化。
物理机械性能的变化：
拉伸强度、伸长率、冲击强度、弯曲强度、剪切强度、疲劳强度、弹性、耐磨性都下降。
电性能的变化：
绝缘电阻、介电常数、介电损耗、击穿电压等电性能的变化、电绝缘性下降。
学生出勤2min任务布置15min分组讨论汇报相互补充引导讨论总结15min引导分析讨论讨论汇报总结查阅资料外观变化、性能变化产生的原因是结构变化。
3.结构变化分子间产生交联，分子量增大；
外观表现变硬变脆。
分子链降解（断裂），分子量降低，外观表现变软变粘。
分子结构上发生其他变化：
主链或侧链的改性，侧基脱落、弱键断裂（发生在特种橡胶中）。
二、分析轮胎胎面主要存在的老化问题；
轮胎胎面主要存在的老化问题有：
热氧老化、臭氧老化、疲劳老化及光氧老化。
三、分析胎面老化产生的原因；
1内因：
橡胶的分子结构化学结构（或链节结构）：
橡胶的基本结构如天然橡胶的单元异戊二烯，存在双键及活泼氢原子，所以易参与反应。
分子链结构：
橡胶大分子链的弱键，薄弱环节越多越易老化。
不饱和碳链橡胶容易发生老化，饱和碳链橡胶的氧化反应能力与其化学结构有关，如支化的大分子比线型的大分子更容易氧化。
就氧化稳定性来说，各种取代基团按下列顺序排列：
CHCH2CH3。
硫化胶交联结构：
交联键有S、S2、Sx、CC，交联键结构不同，硫化胶耐老化性不同，Sx最差。
橡胶配合组分及杂质：
橡胶中常存在变价金属，如Ca、Fe、Co、Ni等，若超过3ppm就会大大加快橡胶的老化。
2外因：
物理因素：
热电光机械力高能辐射等。
化学因素：
氧臭氧，空气中的水汽酸碱盐等。
生物因素：
微生物：
细菌真菌昆虫：
白蚁蟑螂会蛀食高分子材料。
海生物：
牡蛎石灰虫海藻海草等在实际中也往往是上述几个因素同时发挥作用。
使用条件、地区不同这些因素的作用也不同，因此橡胶的老化是个复杂的过程。
分组总结教师引导引导讨论分析讨论分析汇报引导讨论引导讨论讲解讨论汇报总结及布置5min其中最常见的、影响最大、破坏性最强的因素是：
热、氧、光氧、机械力、臭氧，归结起来就是热氧老化、光氧老化、臭氧老化、疲劳老化。
三、分析胎面老化的防护措施橡胶老化和铁生锈，人要衰老一样自然，我们只能通过老化规律的研究利用规律延缓橡胶的老化，但不能做到绝对防止。
常用的防护方法有：
物理防护法：
尽量避免橡胶与老化因素相互作用的方法。
如：
在橡胶中加入石蜡，橡塑共混，电镀，涂上涂料等。
化学防护法：
通过化学反应延缓橡胶老化反应继续进行。
加入化学防老剂。
四、分析橡胶热氧老化的机理；
橡胶在使用过程中往往在经受热的同时与空气中氧接触，此时热将促进氧化，而氧则促进热降解，橡胶的热氧老化是橡胶老化现象中最常见、最重要的方式。
热氧老化是自由基链式反应，并且是由ROOH引起的自动催化氧化反应或由重金属离子引起的催化氧化反应。
橡胶热氧老化过程具有自动催化的特征，同时不断的的吸氧。
研究发现，橡胶热氧老化是一种链式的自由基反应。
自由基链式反应过程如下：
四、分析影响橡胶热氧老化的因素；
1橡胶种类的影响橡胶的品种不同，耐热氧老化的程度不同，这主要是由于过氧自由基从橡胶分子链上夺取H的速度不同所造成的。
活泼H的电子性质受分子链中的双键及取代基影响。
（1）双键的影响橡胶分子链上存在着双键时，由于双键很活泼，容易发生加成或其它反应，同时由于双键的存在，影响到与双键相邻的-亚甲基上的氢原子特别活泼，容易被其它物质夺去，引起取代反应或形成大分子的游离基。
因此，含有大量双键的橡胶（即不饱和橡胶）如：
NR、SBR、BR等都易于受氧的袭击而不耐老化。
但是双键所在位置不同，它们的活泼性也很大差别，如：
SBR中分布在乙烯基侧链上的不饱和端（即1,2-结构）常称为外双键，又比分布在主链上的双键（即1,4-结构，称为内双键）要稳定得多。
从上图中可以看出，不饱和度很小的IIR要比高不饱和度的橡胶稳定得多。
（2）双键取代基的影响橡胶在氧化过程中，无论是受热光氧等的引发，还是链增长阶段的传递反应（）都牵涉到RH的脱氢反应。
RH是电子给予体，脱氢难易受电子效应的影响，因之也影响到橡胶老化的难易和速度。
常见的极性和非极性橡胶中，这种电子效应的影响是较明显的。
a吸电子效应CR的分子在它的双键处有一极性基团，即带负电的氯原子，因为氯原子分布在双键邻近，它吸引着双键的活泼的电子，这就降低了双键的活性，降低了双键的反应能力，同时也降低了氢原子的活性，所以CR在温度不太高时氧化作用进行得较为缓慢，比较耐氧老化。
NBR虽然在分子结构中也含有负电性基（CN），但因为它不是直接分布在双键的碳原子上，所以它对双键的反应能力不能起到多大影响。
b推电子效应NR分子结构中双键的碳原子上有CH3基团，它是推电子的基团，由于CH3的存在及所处位置，就使得NR分子中的双键和-氢原子更加活泼，使NR更易与氧起作用，不耐氧老化。
（3）位阻效应无论是RH的脱氢还是活泼双键受到袭击，也还要受到它们在分子结构中所处位置的影响。
聚乙烯基甲基醚和聚氧化丙烯是一对异构体，它们的叔氢原子有着相同的电子环境，但是聚氧化丙烯的氧化速度却比聚乙烯基甲基醚快3.5倍。
聚苯乙烯有着庞大的侧基苯环，且又是刚性的，所以它能起到屏蔽主链，阻碍氧扩散的作用，即起到位阻效应，防碍氧袭击主链上的薄弱点，这也是PS较耐热养老化的主要原因之一，而SBR由于侧基苯环较少，分布稀疏，不能起到有影响的为阻效应。
CR的侧基氯原子，也屏蔽着主链上的双键，加上氯原子的吸电子作用，使双键和a-亚甲基上的氢都较稳静，这也使得CR在不饱和橡胶中比较耐劳化。
（4）橡胶的结晶性的影响聚集态结构对热氧老化性也有影响，如在常温下古塔波胶的氧化反应性比NR低，因为前者在室温下是结晶的，后者是非结晶的。
当聚合物产生结晶时，分子链在晶区内产生有序排列，使其活动性降低，聚合物的密度增大，氧在聚合物中的渗透率降低。
因此聚合物的耐热氧老化性能随着结晶度及密度的提高而增大。
2.温度在橡胶的热氧化中，热起了促进氧化的作用，因此温度越高越易热氧老化。
3.氧的浓度橡胶发生氧化，必须有足够的氧供给反应，研究表明：
氧压高于100mmHg时，氧的浓度与热氧老化性无关。
氧压低于100mmHg，或者橡胶的碳氢链非常活泼，或者在较高的温度下4.金属离子（也称变价金属离子）在橡胶的合成及加工过程中，往往残留或混入一些变价金属离子，它们对橡胶的氧化反应具有强烈的催化作用，能迅速使橡胶氧化破坏，尽管它们在橡胶中的含量很微小，但其破坏作用很惊人的，这些重金属离子包括Cu、Co、Mn、Fe、Ni和Al等。
它们对合成橡胶的催化氧化作用较NR稳定，对合成侧乙烯基较多的聚丁二烯橡胶来说，重金属催化氧化作用较为稳定，而含有极性基团的NBR，CR对重金属催化氧化作用的稳定性更大。
重金属离子的催化氧化作用如下：
从上述反应看出，重金属离子有两个作用：
它既加速了氧化的引发反应，又催化氢化过氧化物分解成自由基。
5.硫化的影响橡胶在经过硫化后会产生不同的交联结构及网外物质，这将对橡胶的热氧老化产生很大的影响。
但硫化对热氧老化的影响机理还不是很清楚，有人提出了交联键键能理论来解释。
该理论认为，交联键的键能越大，硫化胶的耐热氧老化性能越好。
左图表明，不同硫化体系硫化天然橡胶的耐热氧老化顺序为硫磺硫化硫磺/促进剂硫化TMTD无硫硫化、低硫/高促硫化（EV硫化）过氧化物硫化。
图1不同硫化体系硫化的天然橡胶在100、0.1MPa氧压下测定的吸氧曲线（硫化后抽提）1纯硫黄硫化（S10）；
2硫黄/促进剂硫化（S/CZ，2.5/0.6）；
3无硫硫化（TMTD，4.0）；
4EV硫化（S/CZ，0.4/6.0）；
5过氧化物硫化（DCP2.0）完成工作任务：
涉及主要内容：
4、分析胎面老化的防护方法5、分析橡胶老化的机理；
课外作业1题：
预习：
防老剂的选用1连锁店卫生管理职责连锁店卫生管理职责连锁店清洁卫生管理作为连锁店购物环境的重要组成部分，店面人员应当依据公司相关制度规范，开展连锁店清洁卫生管理，为消费者提供清洁、卫生的购物环境，促进消费者形成良好的购物体验。
连锁店店长应引导员工遵循终端连锁店员工、商品、店面卫生管理规定，养成良好的5S习惯，保证终端连锁店员工、商品、店面的干净整洁，以树立良好的终端电器连锁的品牌形象。
1.1卫生区域划分卫生区域划分
（1）连锁店店长负责承担区域内的安全、卫生责任，应严格按区域负责制原则落实到个人，做到营业现场各区域、各班次都有人负责店面卫生，维护终端品牌形象。
（2）各连锁店店长应按营业现场面积、销售商品的品类，店面各区的功能，根据门店人数和排班时间安排员工负责，做到门店所有区域都责任到人，不留任何卫生死角。
展台区及区内商品由门店导购人员负责店内收银台由收银人员负责门店内公用区域，包括地板、天花板、柱子、墙面、空调设备、卫生间安排门店员工轮流负责门店外围卫生安排门店员工轮流负责1.2区域卫生责任区域卫生责任
（1）对所负责区域的展台及商品需做到随时保洁，POP、价签和宣传单页及时整理。
（2）负责区域地面有废纸杂物时，由当日负责的店员负责清理。
（3）地面卫生出现较大问题（如积水等需要使用清洁工具的），当日负责的店员必须及时清理。
1.3店面卫生的店面卫生的5S监督职责监督职责
（1）店长负责每日店面卫生的监督、巡查，根据“区域负责制”的执行情况对区域责任人进行检查和处罚。
（2）分部店面管理部对店面进行定期检查，分部检查结果将定期公布，并记入店长非销售业绩考核成绩。
（3）总部将不定期组织抽查，以保证连锁网络5S执行及长期改善，在抽查中店面卫生较差的，可直接对店长处以5分（即50元/次）处罚。
2门店门店卫生卫生5S流程流程时间事项8：
00-8：
10早会店长或者值班店长检查，员工是否穿好工服，戴好工牌，员工仪容仪表是否按照公司的要求执行8：
10-8：
30门店营业前20分钟，员工到店后负责整理本责任区域卫生，区分更换不需要
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