使用普通防老劑防護(hù)橡膠的老化,效果顯著,廣泛采用,但當(dāng)橡膠制品溫或真空環(huán)境下使用時,橡膠中的防老劑會因?yàn)閾]發(fā)而減少或失去防護(hù)作又如橡膠制品長期在與液體介質(zhì)接觸下使用,因?yàn)槌槌,也會較快的減少或防護(hù)效能,為了解決這一難題,從20世紀(jì)60年代中期開始,人們就致力于不揮發(fā)或低揮發(fā)、不抽出或低抽出的長效防老劑的開發(fā)與研究,目前已經(jīng)公開的長效性防老劑,根據(jù)其制備方法將其分為以下幾類:
加工反應(yīng)型:此類長效性防老劑的制備是首先通過化學(xué)反應(yīng)使普通酚、橡膠帶防老分子接上反應(yīng)性基團(tuán),然后在橡膠加工過程中使這些基團(tuán)與橡膠大分子發(fā)生化學(xué)結(jié)合,由于防老劑分子變成橡膠分子的一部分,從而失去自由遷移、揮發(fā)和被抽出的弱點(diǎn),使防護(hù)效能得以長期保持,這類含有反應(yīng)性基團(tuán)的防老劑通常稱為反應(yīng)性防老劑,到目前為止,工業(yè)化輸送帶廠家已經(jīng)開發(fā)和正在開發(fā)研究的加工反應(yīng)型防老劑有:芳香胺類,胺或酚類,含丙烯酰的芳胺類,含烯丙基的酚類,含馬來酰亞胺基芳胺類,含硫醇基的酚類等防老劑,如果將反應(yīng)性防老劑添加到膠料中,在硫化過程中這些活性基團(tuán)就能與橡膠大分子產(chǎn)生化學(xué)結(jié)合,例如,含亞硝基的對苯二胺可與花紋輸送帶中的天然橡膠及二烯類合成橡膠在碳原子處發(fā)生化學(xué)鍵合;
將含有普通防老劑的幾種橡膠硫化膠用混合溶劑進(jìn)行抽提,然后再與沒有抽提的同種橡膠做氧化對比試驗(yàn),硫化膠雖經(jīng)溶劑抽提,吸氧速度除丁腈橡膠有較大幅度上升外,其他橡膠基本沒變,甚至略有減慢,而含普通防老劑的硫化膠吸氧速度大加快,這類防老劑的缺點(diǎn)是混煉時不易分散,易引起焦燒,含丙烯酰氧基的防護(hù)效能與普通防老劑相當(dāng),抗臭氧性優(yōu)于防老劑,對橡膠運(yùn)輸帶膠料硫化特性無影響;
需要特別值得一提的是含硫醇基的酚類防老劑,在硫化過程中能脫出氫原子產(chǎn)生自由基,并與橡膠分子的雙鍵產(chǎn)生化學(xué)鍵臺,分析這種鍵合防老劑分子結(jié)構(gòu)可以發(fā)現(xiàn),它相當(dāng)于含有兩種作用機(jī)理不同的氧劑基團(tuán),一部分是取代苯酚基,具有終止氧化鏈自由基的作用;另一部分是含硫化合物基,具有分解過氧化氫物的作用,因此當(dāng)這種防老劑抑制氧化反應(yīng)耐,必然會產(chǎn)生協(xié)同的高效應(yīng);
防老劑與橡膠單體共聚型:這類防老劑是將帶有聚合反應(yīng)性基團(tuán)的防老劑添加到橡膠單體聚合體系中,通過防老劑分子與橡膠單體發(fā)生的共聚合反應(yīng)制備的,如此制備的丁腈橡膠具有特別好的耐熱性和耐油性,其配合和加工與普通丁腈橡膠相同,防老劑結(jié)構(gòu)的存在,沒有影響到膠料的硫化速度和未老化硫化膠的物理機(jī)械性能,此種皮帶橡膠可作為氯醇橡膠或丙烯酸酯橡膠的代用品使用;
高分子量防老劑:將某些防老劑與分子中帶有反應(yīng)性官能團(tuán)的橡膠進(jìn)行反應(yīng),可制備出具有高分子量的防老劑,此類橡膠與防老劑的反應(yīng)產(chǎn)物可作為防老劑添加到膠料中使用,因分子量大而產(chǎn)生長效防護(hù)效能,如帶有端羥基的液體聚丁二烯橡膠可與二苯胺發(fā)生如下鍵合反應(yīng),若橡膠分子不具備上述能與防老劑發(fā)生反應(yīng)的官能團(tuán),可通過適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)改性添加上去,如天然橡膠、順丁橡膠用過氧化苯甲酸處理,可使其分子上產(chǎn)生環(huán)氧基團(tuán),從而可與酚類或胺類防老劑發(fā)生化學(xué)結(jié)合;
除上述制備高分子量防老劑的方法外,也有人將含有防護(hù)功能基的不飽和低分子化合物進(jìn)行均聚,或與其他低分子物共聚,或?qū)⒛承┓踊衔锱c甲醛通過縮合反應(yīng)制備高分子量防老劑的方法。不過如此制得的防老劑并沒有完全克服被液體介質(zhì)抽出的弊端。