苯乙烯丁二烯块共聚物对紫外线暴露，氧化和环境降解的抗性如何？

苯乙烯丁二烯块共聚物 （SBC）由于其出色的机械性能（例如柔韧性，弹性和加工性）而被广泛用于各种行业。但是，像许多聚合物一样，随着时间的推移，SBC易受紫外线暴露，氧化和环境降解的影响。以下是它们对这些因素的抵抗力和减轻降解的策略的详细分析：

1。紫外线曝光
敏感性：
SBC中的丁二烯块特别容易受到紫外线辐射的影响，因为它们包含不饱和双键，可以吸收紫外线并经历光化学反应。这会导致链条分裂，变色和封闭。
长时间的紫外线暴露会导致材料失去其弹性，变脆并发展表面裂缝。
缓解策略：
紫外线稳定剂：添加剂，例如阻碍胺光稳定剂（HALS）或紫外线吸收剂（例如，苯甲酮，苯并二唑），可以将其掺入SBC配方中，以吸收或中和紫外线辐射，以防止降解。
色素沉着：添加碳黑色或二氧化钛等色素可以通过屏蔽聚合物直接暴露来增强紫外线耐药性。
涂料：施加保护性涂层，例如丙烯酸或聚氨酯层，可以充当抗UV辐射的屏障。

2。氧化
敏感性：
当SBC暴露于氧气时，尤其是在温度升高或长时间应力下，就会发生氧化。丁二烯片段再次是最脆弱的，因为它们的不饱和键与氧反应形成过氧化物，氢过氧化物和其他氧化副产物。
氧化导致链条分裂，交联和羰基的形成，从而降低了机械性能，变色和蓬松度。
缓解策略：
抗氧化剂：一级抗氧化剂（例如，阻碍酚）和二级抗氧化剂（例如，磷酸盐，硫代植物）通常添加到SBC配方中以抑制氧化。这些添加剂通过清除自由基和分解氢过氧化物来起作用。
封装：将聚合物封装在保护层中或将其与更多耐氧化材料混合在一起可以减少暴露于氧气中。
降低的加工温度：在制造过程中最小化高温加工可以减少热氧化。

3。环境退化
导致退化的因素：
水分：尽管SBC通常具有良好的耐水性，但长时间暴露于水或潮湿的环境会导致增塑剂浸出或肿胀，从而影响机械性能。
臭氧：环境中的臭氧可以攻击丁二烯片段中的不饱和键，从而导致破裂和弹性损失。
极端温度：高温加速氧化和软化，而低温可以使材料更易碎。
微生物攻击：尽管SBC并非固有的生物降解，但如果某些等级含有有机添加剂或污染物，则某些等级可能会受到微生物生长的影响。
缓解策略：
臭氧耐药性：掺入抗四个区域（例如蜡或化学抑制剂）可以保护聚合物免受臭氧诱导的裂纹。
疏水添加剂：使用疏水添加剂或涂料可以改善耐水性。
热稳定器：可以添加热稳定剂，以防止在高温下降解。
与其他聚合物混合：将SBC与更环保的聚合物（例如聚丙烯或聚苯乙烯）混合可以提高整体耐用性。

4。户外应用中的长期性能
挑战：
当用于室外应用（例如屋顶膜，汽车零件，鞋类）时，SBC会面对紫外线辐射，氧气，水分和温度波动的综合暴露。除非采取适当的措施，否则这会加速退化。
室外使用的增强功能：
风化添加剂：结合紫外线稳定剂，抗氧化剂和抗区域，可以显着延长室外环境中SBC的寿命。
表面处理：施加抗气涂料或层压板可以提供额外的保护层。
改进的等级：一些制造商生产专门的SBC等级，具有增强的户外应用风化阻力。

5。与其他聚合物的比较
相对抵抗：
与完全饱和的聚合物（PE）或聚丙烯（PP）相比，由于丁二烯段中存在不饱和键，SBC对紫外线的耐药性和氧化性较小。
但是，SBC在加工性和多功能性方面优于某些弹性体（例如天然橡胶），尽管它们对环境因素敏感，但它们还是许多应用的首选。

6。测试和评估
加速风化测试：
QUV测试：使用受控的紫外线源模拟长期的紫外线暴露，以评估颜色变化，降低和机械性能降解。
烤箱老化：随着时间的推移将样品暴露于温度升高，可以评估氧化耐药性。
臭氧腔室测试：测量对臭氧引起的裂纹的抗性。
现场测试：
在不同气候中的现实世界暴露测试提供了有关在实际环境条件下SBC的表现的见解。

7。可持续替代方案
基于生物的SBC：
正在进行研究，以开发基于生物的或部分可再生的SBC，这些SBC在降低环境影响的同时保持绩效。
可回收性：
一些SBC可回收，允许将退化的材料重新用于低性能应用，从而延长其生命周期。