Mitkä ovat styreeni-butadieenilohkokopolymeerin ikääntymistä estävät ominaisuudet?

Styreeni-butadieeni-lohkokopolymeeri (SBS) on termoplastinen elastomeeri, joka koostuu styreenistä ja butadieenista, ja sen perusrakenneyksiköt muodostuvat lohkokopolymeroinnilla. Kumin ja kestomuovin yhdistettyjen ominaisuuksiensa ansiosta SBS:llä on laaja käyttökohde erilaisissa teollisissa ja päivittäisessä käytössä olevissa tuotteissa. SBS:llä on erinomainen elastisuus, kulutuskestävyys ja työstökyky. Sen ikääntymisenkestävyys on kuitenkin suhteellisen heikko, varsinkin kun se altistuu ympäristötekijöille, kuten ultraviolettivalolle, otsonille ja hapelle, jotka heikentävät merkittävästi sen fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia. Tässä artikkelissa tarkastellaan SBS:n ikääntymisen vastustuskykyä ja menetelmiä sen parantamiseksi.

SBS:n molekyyliketjut sisältävät lukuisia tyydyttymättömiä kaksoissidoksia, mikä tekee siitä alttiita ultravioletti- ja otsonivaikutuksille. Ultraviolettisäteilyn alaisena SBS:n kaksoissidokset käyvät läpi valohapetusreaktioita, jotka johtavat ketjun katkeamiseen, mikä saa materiaalin haurastumaan ja menettää kimmoisuuttaan. Lisäksi otsoni voi hyökätä suoraan SBS:n kaksoissidoksiin, laukaistaen otsonolyysireaktioita ja kiihdyttäen entisestään SBS:n ikääntymistä. Nämä tekijät aiheuttavat yhdessä pinnan halkeilua, kovettumista ja SBS:n vaurioita, kun sitä käytetään ulkona.

SBS:n ikääntymiskestävyyden parantamiseksi lisätään yleensä antioksidantteja. Antioksidantit voivat vangita vapaita radikaaleja ja estää vapaiden radikaalien ketjureaktioita, mikä hidastaa SBS:n oksidatiivista hajoamista. Yleisiä antioksidantteja ovat fenoliset antioksidantit, amiiniantioksidantit ja fosfiittiantioksidantit. Lisäämällä sopiva määrä antioksidantteja SBS:ään, sen lämpö-hapettavasta vanhenemiskestävyyttä voidaan parantaa merkittävästi, mikä pidentää sen käyttöikää.

Valostabilisaattorit ovat toinen tärkeä lisäaineluokka, jota käytetään parantamaan SBS:n valon ikääntymisenkestävyyttä. Valonstabilisaattorit sisältävät pääasiassa ultraviolettiabsorboijia ja valonsuojaimia. Ultraviolettisäteilyn absorboijat voivat absorboida ultraviolettienergiaa ja muuntaa sen vaarattomaksi lämpöenergiaksi, mikä suojaa SBS:ää ultraviolettivaurioilta. Valosuojat muodostavat materiaalin pinnalle suojakalvon, joka estää suoran ultraviolettisäteilyn ja siten hidastaa SBS:n valovanhenemisprosessia.

Täyteaineiden lisääminen ei vain voi parantaa SBS:n mekaanisia ominaisuuksia, vaan myös parantaa jossain määrin sen ikääntymisenkestävyyttä. Yleisiä täyteaineita ovat hiilimusta, piidioksidi ja savi. Täyteaineena oleva hiilimusta voi parantaa SBS:n lujuutta ja kulutuskestävyyttä ja sillä on jonkin verran ultraviolettikestoa. Epäorgaaniset täyteaineet, kuten piidioksidi ja savi, parantavat SBS:n lämpöstabiilisuutta ja ikääntymisen kestävyyttä lisäämällä materiaalin jäykkyyttä ja vähentämällä molekyyliketjujen liikettä.

Hydrauskäsittely muuttaa SBS:n kaksoissidokset yksinkertaisiksi sidoksiksi, mikä vähentää sen kemiallista reaktiivisuutta ja parantaa siten materiaalin ikääntymisenkestävyyttä. Hydrogenoidulla SBS:llä, joka tunnetaan nimellä hydrattu styreeni-butadieenilohkokopolymeeri (SEBS), on huomattavasti parempi lämmön-, ultraviolettivalo- ja otsoninkestävyys, mikä tekee siitä sopivan vaativampiin ympäristöihin. Hydraus on kuitenkin kallista ja monimutkaista, mikä edellyttää tasapainoa taloudellisen toteutettavuuden ja suorituskyvyn parantamisen välillä.

SBS:n sekoittaminen muihin polymeereihin voi parantaa merkittävästi sen ikääntymiskestävyyttä. Esimerkiksi SBS:n sekoittaminen polyeteenin, polypropeenin tai eteeni-vinyyliasetaatin kanssa voi parantaa materiaalin lämpöstabiilisuutta ja hapettumisenkestävyyttä. Lisäksi nanomateriaalien, kuten nanosaven ja nanopiidioksidin, käyttäminen sekoituksissa voi parantaa tehokkaasti SBS:n mekaanisia ominaisuuksia ja ikääntymisenkestävyyttä.

Although Styreeni-butadieeni-lohkokopolymeeri (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.