Wat zijn de anti-verouderingseigenschappen van styreen-butadieen-blokcopolymeer?

Styreen-butadieenblokcopolymeer (SBS) is een thermoplastisch elastomeer dat bestaat uit styreen en butadieen, waarvan de structurele basiseenheden worden gevormd door blokcopolymerisatie. Door de gecombineerde eigenschappen van rubber en thermoplastische kunststoffen vindt SBS uitgebreide toepassingen in diverse industriële en dagelijks gebruiksproducten. SBS vertoont uitstekende elasticiteit, slijtvastheid en verwerkingsprestaties. De verouderingsbestendigheid is echter relatief slecht, vooral bij blootstelling aan omgevingsfactoren zoals ultraviolet licht, ozon en zuurstof, waardoor de fysische en chemische eigenschappen ervan aanzienlijk worden aangetast. Dit artikel onderzoekt de verouderingsbestendigheid van SBS en methoden om deze te verbeteren.

De moleculaire ketens van SBS bevatten talrijke onverzadigde dubbele bindingen, waardoor het gevoelig is voor ultraviolette en ozoneffecten. Onder ultraviolette straling ondergaan de dubbele bindingen in SBS foto-oxidatiereacties, wat leidt tot ketensplitsing, waardoor het materiaal bros wordt en zijn elasticiteit verliest. Bovendien kan ozon de dubbele bindingen in SBS rechtstreeks aanvallen, waardoor ozonolysereacties worden veroorzaakt en de veroudering van SBS verder wordt versneld. Deze factoren veroorzaken samen scheuren, verharding en falen van het oppervlak bij SBS bij gebruik buitenshuis.

Om de verouderingsbestendigheid van SBS te verbeteren, worden vaak antioxidanten toegevoegd. Antioxidanten kunnen vrije radicalen vangen en de kettingreacties van vrije radicalen remmen, waardoor de oxidatieve afbraak van SBS wordt vertraagd. Veel voorkomende antioxidanten zijn onder meer fenolische antioxidanten, amine-antioxidanten en fosfiet-antioxidanten. Door een passende hoeveelheid antioxidanten aan SBS toe te voegen, kan de weerstand tegen thermische-oxidatieve veroudering aanzienlijk worden verbeterd, waardoor de levensduur wordt verlengd.

Lichtstabilisatoren zijn een andere belangrijke klasse additieven die worden gebruikt om de weerstand tegen veroudering door licht van SBS te verbeteren. Lichtstabilisatoren omvatten voornamelijk ultravioletabsorberende middelen en lichtschermers. Ultraviolette absorbeerders kunnen ultraviolette energie absorberen en omzetten in onschadelijke thermische energie, waardoor SBS wordt beschermd tegen ultraviolette schade. Lichtschermers vormen een beschermende film op het oppervlak van het materiaal, waardoor directe ultraviolette straling wordt geblokkeerd, waardoor het fotoverouderingsproces van SBS wordt vertraagd.

Het toevoegen van vulstoffen kan niet alleen de mechanische eigenschappen van SBS verbeteren, maar ook de verouderingsbestendigheid ervan tot op zekere hoogte verbeteren. Veel voorkomende vulstoffen zijn onder meer roet, silica en klei. Carbon black kan als vulmiddel de sterkte en slijtvastheid van SBS verbeteren en heeft enige ultraviolette weerstand. Anorganische vulstoffen zoals silica en klei verbeteren de thermische stabiliteit en verouderingsbestendigheid van SBS door de stijfheid van het materiaal te vergroten en de beweging van moleculaire ketens te verminderen.

Hydrogeneringsbehandeling zet de dubbele bindingen in SBS om in enkelvoudige bindingen, waardoor de chemische reactiviteit ervan wordt verminderd en zo de verouderingsbestendigheid van het materiaal wordt verbeterd. Gehydrogeneerd SBS, bekend als gehydrogeneerd styreen-butadieenblokcopolymeer (SEBS), vertoont een aanzienlijk verbeterde weerstand tegen hitte, ultraviolet licht en ozon, waardoor het geschikt is voor veeleisendere omgevingen. Hydrogenering is echter kostbaar en complex en vereist een evenwicht tussen economische haalbaarheid en prestatieverbetering.

Het mengen van SBS met andere polymeren kan de verouderingsbestendigheid aanzienlijk verbeteren. Het mengen van SBS met polyethyleen, polypropyleen of ethyleen-vinylacetaat kan bijvoorbeeld de thermische stabiliteit en oxidatieweerstand van het materiaal verbeteren. Bovendien kan het gebruik van nanomaterialen zoals nanoklei en nanosilica in mengsels de mechanische eigenschappen en verouderingsbestendigheid van SBS effectief verbeteren.

Although Styreen-butadieen blokcopolymeer (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.