Aké sú vlastnosti blokového kopolyméru styrén-butadién proti starnutiu?

Blokový kopolymér styrén-butadién (SBS) je termoplastický elastomér zložený zo styrénu a butadiénu, ktorého základné štruktúrne jednotky vznikajú blokovou kopolymerizáciou. Vďaka svojim kombinovaným vlastnostiam gumy a termoplastických plastov nachádza SBS rozsiahle uplatnenie v rôznych priemyselných a každodenných výrobkoch. SBS vykazuje vynikajúcu elasticitu, odolnosť proti oderu a spracovateľský výkon. Jeho odolnosť proti starnutiu je však relatívne nízka, najmä ak je vystavený environmentálnym faktorom, ako je ultrafialové svetlo, ozón a kyslík, ktoré výrazne zhoršujú jeho fyzikálne a chemické vlastnosti. Tento článok skúma odolnosť SBS proti starnutiu a metódy na jej zlepšenie.

Molekulové reťazce SBS obsahujú množstvo nenasýtených dvojitých väzieb, vďaka čomu je náchylný na ultrafialové a ozónové vplyvy. Pod ultrafialovým žiarením prechádzajú dvojité väzby v SBS fotooxidačnými reakciami, čo vedie k štiepeniu reťazca, čo spôsobuje, že materiál sa stáva krehkým a stráca elasticitu. Okrem toho môže ozón priamo útočiť na dvojité väzby v SBS, spúšťať reakcie ozonolýzy, čo ďalej urýchľuje starnutie SBS. Tieto faktory súhrnne spôsobujú praskanie povrchu, stvrdnutie a zlyhanie v SBS pri použití vonku.

Na zlepšenie odolnosti SBS proti starnutiu sa bežne pridávajú antioxidanty. Antioxidanty môžu zachytávať voľné radikály a inhibovať reťazové reakcie voľných radikálov, čím odďaľujú oxidačnú degradáciu SBS. Bežné antioxidanty zahŕňajú fenolové antioxidanty, amínové antioxidanty a fosfitové antioxidanty. Pridaním primeraného množstva antioxidantov do SBS možno výrazne zlepšiť jeho odolnosť voči tepelno-oxidačnému starnutiu, čím sa predĺži jeho životnosť.

Svetelné stabilizátory sú ďalšou dôležitou triedou prísad používaných na zvýšenie odolnosti SBS proti starnutiu svetlom. Svetelné stabilizátory zahŕňajú hlavne ultrafialové absorbéry a svetelné clony. Absorbéry ultrafialového žiarenia môžu absorbovať ultrafialovú energiu a premieňať ju na neškodnú tepelnú energiu, čím chránia SBS pred poškodením ultrafialovým žiarením. Svetelné clony vytvárajú na povrchu materiálu ochranný film, ktorý blokuje priame ultrafialové žiarenie, čím spomaľuje proces fotostarnutia SBS.

Pridanie plnív môže nielen zlepšiť mechanické vlastnosti SBS, ale tiež do určitej miery zlepšiť jeho odolnosť proti starnutiu. Bežné plnivá zahŕňajú sadze, oxid kremičitý a íl. Sadze ako plnivo môžu zvýšiť pevnosť a odolnosť SBS proti oderu a majú určitú odolnosť voči ultrafialovému žiareniu. Anorganické plnivá, ako je oxid kremičitý a íl, zlepšujú tepelnú stabilitu a odolnosť SBS proti starnutiu zvýšením tuhosti materiálu a znížením pohybu molekulárnych reťazcov.

Hydrogenačná úprava premieňa dvojité väzby v SBS na jednoduché väzby, čím sa znižuje jeho chemická reaktivita a tým sa zlepšuje odolnosť materiálu voči starnutiu. Hydrogenovaný SBS, známy ako hydrogenovaný styrén-butadiénový blokový kopolymér (SEBS), vykazuje výrazne zlepšenú odolnosť voči teplu, ultrafialovému svetlu a ozónu, vďaka čomu je vhodný do náročnejších prostredí. Hydrogenácia je však nákladná a zložitá a vyžaduje rovnováhu medzi ekonomickou realizovateľnosťou a zvýšením výkonu.

Miešanie SBS s inými polymérmi môže výrazne zlepšiť jeho odolnosť proti starnutiu. Napríklad zmiešanie SBS s polyetylénom, polypropylénom alebo etylénvinylacetátom môže zvýšiť tepelnú stabilitu materiálu a odolnosť proti oxidácii. Okrem toho použitie nanomateriálov, ako je nanoíl a nanosilika v zmesiach, môže účinne zlepšiť mechanické vlastnosti a odolnosť SBS proti starnutiu.

Although Blokový kopolymér styrén-butadién (SBS) possesses excellent mechanical properties and processing performance, its poor aging resistance limits its application in certain fields. Adding antioxidants, light stabilizers, fillers, undergoing hydrogenation treatment, or blending modifications can significantly enhance the aging resistance of SBS, expanding its application range. With the development of material science, more novel modification methods will be developed in the future to further enhance the comprehensive performance of SBS.