Koja su svojstva blok kopolimera stiren-butadiena protiv starenja?

Stiren-butadien blok kopolimer (SBS) je termoplastični elastomer sastavljen od stirena i butadiena, čije su osnovne strukturne jedinice nastale blok kopolimerizacijom. Zbog svojih kombiniranih svojstava gume i termoplastične plastike, SBS pronalazi široku primjenu u raznim industrijskim proizvodima i proizvodima za svakodnevnu upotrebu. SBS pokazuje izvrsnu elastičnost, otpornost na abraziju i performanse obrade. Međutim, njegova otpornost na starenje je relativno slaba, posebno kada je izložena okolišnim čimbenicima kao što su ultraljubičasto svjetlo, ozon i kisik, koji značajno pogoršavaju njegova fizikalna i kemijska svojstva. Ovaj članak istražuje otpornost SBS-a na starenje i metode za njezino poboljšanje.

Molekularni lanci SBS-a sadrže brojne nezasićene dvostruke veze, što ga čini osjetljivim na ultraljubičasto zračenje i utjecaj ozona. Pod ultraljubičastim zračenjem, dvostruke veze u SBS-u prolaze kroz reakcije fotooksidacije, što dovodi do kidanja lanca, uzrokujući da materijal postane krt i izgubi elastičnost. Osim toga, ozon može izravno napasti dvostruke veze u SBS-u, pokrećući reakcije ozonolize, dodatno ubrzavajući starenje SBS-a. Ovi čimbenici zajedno uzrokuju pucanje površine, stvrdnjavanje i kvar u SBS-u kada se koristi na otvorenom.

Kako bi se poboljšala otpornost SBS-a na starenje, obično se dodaju antioksidansi. Antioksidansi mogu uhvatiti slobodne radikale i inhibirati lančane reakcije slobodnih radikala, čime se odgađa oksidativna degradacija SBS-a. Uobičajeni antioksidansi uključuju fenolne antioksidanse, aminske antioksidanse i fosfitne antioksidanse. Dodavanjem odgovarajuće količine antioksidansa u SBS, njegova otpornost na termalno-oksidativno starenje može se značajno poboljšati, produžujući njegov radni vijek.

Stabilizatori svjetla još su jedna važna klasa aditiva koji se koriste za povećanje otpornosti SBS-a na starenje na svjetlosti. Stabilizatori svjetlosti uglavnom uključuju ultraljubičaste apsorbere i svjetlosne zaslone. Ultraljubičasti apsorberi mogu apsorbirati ultraljubičastu energiju i pretvoriti je u bezopasnu toplinsku energiju, čime štite SBS od ultraljubičastog oštećenja. Svjetlosni zasloni stvaraju zaštitni film na površini materijala, blokirajući izravno ultraljubičasto zračenje, čime se usporava proces fotostarenja SBS-a.

Dodavanje punila ne samo da može poboljšati mehanička svojstva SBS-a, već i donekle poboljšati njegovu otpornost na starenje. Uobičajena punila uključuju čađu, silicij i glinu. Čađa, kao punilo, može povećati čvrstoću i otpornost na habanje SBS-a i ima određenu otpornost na ultraljubičasto zračenje. Anorganska punila kao što su silicij i glina poboljšavaju toplinsku stabilnost i otpornost na starenje SBS-a povećanjem krutosti materijala i smanjenjem kretanja molekularnih lanaca.

Obrada hidrogenacijom pretvara dvostruke veze u SBS-u u jednostruke veze, smanjujući njegovu kemijsku reaktivnost i time poboljšavajući otpornost materijala na starenje. Hidrogenirani SBS, poznat kao hidrogenirani stiren-butadien blok kopolimer (SEBS), pokazuje značajno poboljšanu otpornost na toplinu, ultraljubičasto svjetlo i ozon, što ga čini pogodnim za zahtjevnija okruženja. Međutim, hidrogenizacija je skupa i složena, zahtijeva ravnotežu između ekonomske izvedivosti i poboljšanja učinka.

Miješanje SBS-a s drugim polimerima može značajno poboljšati njegovu otpornost na starenje. Na primjer, miješanje SBS-a s polietilenom, polipropilenom ili etilen-vinil acetatom može poboljšati toplinsku stabilnost i otpornost materijala na oksidaciju. Dodatno, korištenje nanomaterijala kao što su nanoglina i nanosilicijev dioksid u mješavinama može učinkovito poboljšati mehanička svojstva i otpornost na starenje SBS-a.

Although Stiren-butadien blok kopolimer (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.