维生素C稀土配合物在天然橡胶炭黑复合材料中的防老化作用.PDF

维生素 C 稀土配合物在天然橡胶/ 炭黑复合材料中的防老化作用 贾志欣，杨超，罗远芳，谢婵，贾德民 华南理工大学材料科学与工程学院 关键词：维生素 C 稀土配合物 天然橡胶 热氧老化 臭氧老化 提高橡胶制品的老化寿命关系到节约资源、保护环境等重大问题，研究开发新型高 效、环保的橡胶防老剂具有重要的理论和实际意义。近年本课题组探索合成了2-巯基苯 并咪唑的稀土配合物，并将其用作橡胶防老剂，取得了优良的防老化效果[1-3]。本文探索 将自制的维生素C稀土配合物应用于天然橡胶/炭黑（NR/CB）复合材料中，研究了硫化 胶的热氧老化、臭氧老化、紫外光老化等性能，并初步研究了老化过程中橡胶???结构变 化。初步研究表明，维生素C稀土配合物具有突出的抗臭氧老化性能，其效果优于防老 剂MB、RD和 4010NA；同时其抗热氧化效果优于防老剂MB，而与防老剂RD、4010NA相近。 1 实验部分 拉伸性能在优肯公司UT 2080型电子拉力机上按GB/T528-1998进行测定，哑铃形试 样，拉伸速率500 mm/min。 热氧老化性能在高铁公司GT-7017型热氧老化箱内按GB/T3512-2001进行测试。老化 温度为100℃，老化不同时间后取出试样，测定其相关性能。 臭氧老化性能在高铁公司GT-0500型臭氧老化箱中按GB/T7762-2003进行测试。老化 温度为40℃，臭氧浓度为50pphm，试样静态伸长率为20 %。老化不同时间后，测定其相 关性能。 表面形貌：采用日本Olympus-BX51光学显微镜放大500倍观察并拍照。 红外衰减全反射(FTIR-ATR)光谱：采用采用德国Bruker公司Vector 33傅立叶转换 红外光谱仪，在全反射的模式下进行测定。 2 结果与讨论 通过红外光谱、核磁共振碳谱、元素分析、X射线衍射分析及热重分析等手段表征 3+ 和探讨了维生素C稀土配合物的结构，初步表明配合物的组成为La(C6H7O6)3?3H2O，稀土La 与维生素C分子中的氧原子发生了配位作用。 - 141 - 加入维生素C稀土防老剂的NR/CB硫化胶的拉伸强度及扯断伸长率分为29.89MPa和 466%，而空白样的拉伸强度及扯断伸长率分别为28.93MPa和447%，可见维生素C稀土配 合物能略微提高硫化胶的力学性能。这可能是因为稀土配合物能改善炭黑在硫化胶中的 分布状况所致。 图1是添加不同防老剂的NR/CB硫化胶在100℃热空气老化不同时间后的拉伸强度和 扯断伸长保持率变化。由图可见，含维生素C稀土配合物硫化胶的拉伸强度保持率优于 防老剂MB，低于含防老剂RD和4010NA的硫化胶，而含维生素C稀土配合物硫化胶的扯断 伸长率保持率与含RD和4010NA的硫化胶相近，但低于含MB硫化胶。综合来看，维生素Ｃ 稀土配合物的防热氧老化效果介于RD、4010NA和MB之间。1 110 110 100 100 90 90 80 80 70 70 60