Jaké jsou vlastnosti blokového kopolymeru styren-butadien proti stárnutí?

Blokový kopolymer styren-butadien (SBS) je termoplastický elastomer složený ze styrenu a butadienu, jehož základní strukturní jednotky vznikly blokovou kopolymerací. Díky svým kombinovaným vlastnostem pryže a termoplastických plastů nachází SBS rozsáhlé uplatnění v různých průmyslových a každodenních výrobcích. SBS vykazuje vynikající elasticitu, odolnost proti oděru a zpracovatelnost. Jeho odolnost proti stárnutí je však relativně nízká, zvláště když je vystavena vlivům prostředí, jako je ultrafialové světlo, ozón a kyslík, které významně zhoršují jeho fyzikální a chemické vlastnosti. Tento článek zkoumá odolnost SBS proti stárnutí a způsoby, jak ji zlepšit.

Molekulární řetězce SBS obsahují četné nenasycené dvojné vazby, díky čemuž je náchylný na dopady ultrafialového záření a ozónu. Pod ultrafialovým zářením podléhají dvojné vazby v SBS fotooxidačním reakcím, které vedou ke štěpení řetězce, což způsobuje, že materiál zkřehne a ztratí elasticitu. Kromě toho může ozon přímo napadat dvojné vazby v SBS, spouštět reakce ozonolýzy, což dále urychluje stárnutí SBS. Tyto faktory společně způsobují praskání povrchu, tvrdnutí a selhání v SBS při použití venku.

Pro zlepšení odolnosti SBS proti stárnutí se běžně přidávají antioxidanty. Antioxidanty mohou zachycovat volné radikály a inhibovat řetězové reakce volných radikálů, čímž oddalují oxidační degradaci SBS. Mezi běžné antioxidanty patří fenolické antioxidanty, aminové antioxidanty a fosfitové antioxidanty. Přidáním vhodného množství antioxidantů do SBS lze výrazně zlepšit jeho odolnost proti tepelně-oxidačnímu stárnutí a prodloužit jeho životnost.

Světelné stabilizátory jsou další důležitou třídou aditiv používaných ke zvýšení odolnosti SBS proti stárnutí světlem. Mezi světelné stabilizátory patří hlavně absorbéry ultrafialového záření a světelné clony. Absorbéry ultrafialového záření mohou absorbovat ultrafialovou energii a přeměnit ji na neškodnou tepelnou energii, čímž chrání SBS před poškozením ultrafialovým zářením. Světelné stínítka vytvářejí na povrchu materiálu ochranný film, který blokuje přímé ultrafialové záření, čímž zpomaluje proces fotostárnutí SBS.

Přidání plniv může nejen zlepšit mechanické vlastnosti SBS, ale také do určité míry zlepšit jeho odolnost proti stárnutí. Mezi běžná plniva patří saze, oxid křemičitý a jíl. Saze jako plnivo mohou zvýšit pevnost a odolnost SBS proti oděru a mají určitou odolnost vůči ultrafialovému záření. Anorganická plniva, jako je oxid křemičitý a jíl, zlepšují tepelnou stabilitu a odolnost proti stárnutí SBS zvýšením tuhosti materiálu a snížením pohybu molekulárních řetězců.

Hydrogenační úprava převádí dvojné vazby v SBS na jednoduché vazby, snižuje jeho chemickou reaktivitu a zlepšuje tak odolnost materiálu proti stárnutí. Hydrogenovaný SBS, známý jako hydrogenovaný styren-butadienový blokový kopolymer (SEBS), vykazuje výrazně zlepšenou odolnost vůči teplu, ultrafialovému světlu a ozónu, díky čemuž je vhodný pro náročnější prostředí. Hydrogenace je však nákladná a složitá a vyžaduje rovnováhu mezi ekonomickou proveditelností a zvýšením výkonu.

Smíchání SBS s jinými polymery může výrazně zlepšit jeho odolnost proti stárnutí. Například smíchání SBS s polyethylenem, polypropylenem nebo ethylenvinylacetátem může zvýšit tepelnou stabilitu materiálu a odolnost proti oxidaci. Navíc použití nanomateriálů, jako je nanojíl a nanosilika ve směsích, může účinně zlepšit mechanické vlastnosti a odolnost proti stárnutí SBS.

Although Blokový kopolymer styren-butadien (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.