خواص ضد پیری کوپلیمر بلوکی استایرن- بوتادین چیست؟

کوپلیمر بلوکی استایرن- بوتادین (SBS) یک الاستومر ترموپلاستیک متشکل از استایرن و بوتادین است که واحدهای ساختاری اصلی آن از طریق کوپلیمریزاسیون بلوکی تشکیل شده است. SBS به دلیل ترکیبی از لاستیک و پلاستیک های ترموپلاستیک، کاربردهای گسترده ای در محصولات مختلف صنعتی و روزانه پیدا می کند. SBS خاصیت ارتجاعی، مقاومت در برابر سایش و عملکرد پردازش عالی را نشان می دهد. با این حال، مقاومت در برابر پیری آن نسبتا ضعیف است، به ویژه هنگامی که در معرض عوامل محیطی مانند نور ماوراء بنفش، ازن و اکسیژن قرار می گیرد که به طور قابل توجهی خواص فیزیکی و شیمیایی آن را کاهش می دهد. این مقاله مقاومت در برابر پیری SBS و روش های بهبود آن را بررسی می کند.

زنجیره‌های مولکولی SBS حاوی پیوندهای دوگانه غیراشباع متعددی است که آن را مستعد تأثیرات فرابنفش و ازن می‌کند. تحت اشعه ماوراء بنفش، پیوندهای دوگانه در SBS تحت واکنش‌های اکسیداسیون نوری قرار می‌گیرند که منجر به بریدگی زنجیره می‌شود و باعث می‌شود مواد شکننده شده و خاصیت ارتجاعی خود را از دست بدهند. علاوه بر این، ازن می‌تواند مستقیماً به پیوندهای دوگانه در SBS حمله کند و واکنش‌های اوزنولیز را تحریک کند و پیری SBS را تسریع کند. این عوامل در مجموع باعث ترک خوردگی، سخت شدن و شکست در SBS در هنگام استفاده در فضای باز می شوند.

برای بهبود مقاومت در برابر پیری SBS، معمولاً آنتی اکسیدان ها اضافه می شود. آنتی اکسیدان ها می توانند رادیکال های آزاد را جذب کرده و واکنش های زنجیره ای رادیکال های آزاد را مهار کنند، در نتیجه تخریب اکسیداتیو SBS را به تاخیر می اندازند. آنتی اکسیدان های رایج عبارتند از آنتی اکسیدان های فنلی، آنتی اکسیدان های آمین و آنتی اکسیدان های فسفیت. با افزودن مقدار مناسب آنتی اکسیدان به SBS، مقاومت آن در برابر پیری اکسیداتیو حرارتی می تواند به طور قابل توجهی بهبود یابد و عمر مفید آن افزایش یابد.

تثبیت کننده های نور یکی دیگر از کلاس های مهم افزودنی است که برای افزایش مقاومت در برابر پیری نور SBS استفاده می شود. تثبیت کننده های نور عمدتاً شامل جاذب های ماوراء بنفش و نمایشگرهای نور هستند. جاذب های فرابنفش می توانند انرژی فرابنفش را جذب کرده و آن را به انرژی حرارتی بی ضرر تبدیل کنند، بنابراین SBS را از آسیب اشعه ماوراء بنفش محافظت می کنند. نمایشگرهای نور یک فیلم محافظ روی سطح ماده تشکیل می‌دهند که تابش مستقیم فرابنفش را مسدود می‌کند و در نتیجه روند پیری عکس SBS را کند می‌کند.

افزودن پرکننده ها نه تنها می تواند خواص مکانیکی SBS را افزایش دهد، بلکه مقاومت در برابر پیری آن را نیز تا حدودی بهبود می بخشد. پرکننده های رایج عبارتند از کربن سیاه، سیلیس و خاک رس. کربن سیاه، به عنوان یک پرکننده، می تواند استحکام و مقاومت سایشی SBS را افزایش دهد و مقداری مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش دارد. پرکننده های غیر آلی مانند سیلیس و خاک رس، پایداری حرارتی و مقاومت در برابر پیری SBS را با افزایش سفتی مواد و کاهش حرکت زنجیره های مولکولی بهبود می بخشند.

عملیات هیدروژناسیون پیوندهای دوگانه در SBS را به پیوندهای منفرد تبدیل می کند و واکنش شیمیایی آن را کاهش می دهد و در نتیجه مقاومت در برابر پیری مواد را بهبود می بخشد. SBS هیدروژنه که به عنوان کوپلیمر بلوک استایرن-بوتادین هیدروژنه (SEBS) شناخته می شود، مقاومت قابل توجهی در برابر گرما، اشعه ماوراء بنفش و ازن نشان می دهد که آن را برای محیط های سخت تر مناسب می کند. با این حال، هیدروژناسیون پرهزینه و پیچیده است و به تعادلی بین امکان‌سنجی اقتصادی و افزایش عملکرد نیاز دارد.

ترکیب SBS با سایر پلیمرها می تواند مقاومت در برابر پیری آن را به میزان قابل توجهی بهبود بخشد. به عنوان مثال، ترکیب SBS با پلی اتیلن، پلی پروپیلن یا اتیلن-وینیل استات می تواند پایداری حرارتی و مقاومت در برابر اکسیداسیون مواد را افزایش دهد. علاوه بر این، استفاده از نانومواد مانند نانورس و نانو سیلیس در ترکیبات می تواند به طور موثر خواص مکانیکی و مقاومت در برابر پیری SBS را بهبود بخشد.

Although کوپلیمر بلوکی استایرن- بوتادین (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.