燃烧与爆炸考试内容

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1、湖南石油化工职业技术学院毕业设计(论文)【摘要】橡胶及其制品在加工、贮存和使用过程中，由于受内外因素的综合作用而引起橡胶物理化学性质和机械性能的逐步变坏，最后丧失使用价值。因此，学习和研究橡胶老化，对延长橡胶及其制品的使用寿命具有重要的意义。 【关键词】顺丁橡胶化学键老化防护防老剂1橡胶的老化作用在生产和贮存过程中，橡胶易受到光、热和空气中氧及臭氧的作用，通常发生的老 化作用有热氧老化、光氧化老化、臭氧老化等。另外，在橡胶生产中，催化剂的应用、设备腐蚀及各种生产助剂的加入，使橡胶中含有铜、锰、钴、镍、铁

2、等有害的变价金属离子，它们对橡胶的氧化反应起到催化作用，使橡胶的氧化老化速度加快。1.1热氧老化橡胶在生产、贮存过程中，由于同时受到热和空气中氧的作用而发生的老化，热氧老化是各种橡胶时刻都在发生的变化，是造成橡损坏的主要原因。在200℃以下，橡胶发生热氧老化，氧是引起老化的主要原因，热只起到加快氧化 速度的作用。在200℃以上的较高温度下，仅靠热能的作用就可以使橡胶大分子链降解， 有氧存在，橡胶同时发生氧化反应，温度越高，热降解越占优势，此时，热是引起橡胶 老化的主要因素。因此，橡胶的耐高温性能不仅取决

3、于其耐氧化能力，而且取决于它的 热稳定性，即耐高温降解能力。在高温下，橡胶发生降解的难易程度，主要取决于橡胶分子链上化学键的解离能。 表1-1列出了各种化学键的解离能，Si—O键的解离能高达688kJ∕mol，故硅橡胶制品可以在较高温度下长期使用。O－O键的解离能最低，为147kJ/mol，O－O键很容易解离，生成自由基。表1-1各种化学键的解离能化学键解离能/（kJ/mol）化学键解离能/（kJ/mol）C－CC＝CC≡CC－HC－NC≡NC－OC＝O348611678415306892360749C

4、－FC－ClC－BrC－IN－HO－HO－OSi－O431~555339285218389464147288注：C—F键的解离能随着在同一碳原子上所取代的氟原子数目的增加和键长变短而增大。碳链橡胶的热稳定性受侧基的影响很大，其热稳定性按照主链为仲碳、叔碳、季碳原子的结构依次递减。当主链原子上连接不同原子时，其热稳定性按照以下顺序依次递减：—C—F＞—C—H＞—C—C＞—C—O＞—C—Cl氟橡胶的热稳定性高，可以在315℃的高温下短期使用，反应侧基对不饱和碳链橡胶热稳定性的影响大于主链双键的影响。侧基大小

5、、极性及数量不同，橡胶的热稳定性也不同。几种通用橡胶的热稳定性顺序为：顺丁橡胶＞丁苯橡胶＞异戊橡胶、天然橡胶-4-湖南石油化工职业技术学院毕业设计(论文)1.2光氧老化在含氧环境中，橡胶受到太阳光的辐射而发生的氧化。太阳光的光谱按波长分为紫外线、可见光、红外线三个光区，它们的波长不同，光波能量不同，所以占比例也不同。可见光和红外线光能量低，虽然占太阳光的95%以上，但它们只能激发橡胶大分子，对热氧反应起到活化作用。波长为300～400nm的紫外线，光波能量高，其能量（394kJ/mol以上）超过了橡胶分

6、子链中某些共价键的解离能，当紫外线被橡胶吸收后，某些化学键发生断裂，生成自由基，光又能激发氧分子，引起氧化反应。不饱和碳链橡胶，如天然橡胶和二烯类橡胶对光照敏感，容易发生光氧化反应，相比之下，饱和橡胶的耐光氧老化性能高得多。1.3臭氧老化臭氧比氧更活泼，臭氧是导致橡胶在大气中发生老化的一个重要因素。大气中的臭氧（O3）是由氧分子吸收太阳光中的紫外光波后，解离出的氧原子重新与氧分子结合而成。在距地球表面20～30km的高空，存在一层浓度为5×10E-6的臭氧层，随着空气的流动，臭氧被带到地面，臭氧的浓度由

7、高空到地面逐渐降低。另外，在紫外光集中的场所、放电场所以及电动机附近，尤其是产生电火花的地方都会产生臭氧，因此，地区不同，臭氧的浓度不同；季节不同，臭氧的浓度也不同。通常地面附近大气中的臭氧浓度约为5×10E-8。虽然地表大气中的臭氧浓度很低，对橡胶造成的危害却不容忽视。臭氧与不饱和橡胶的反应活化能很低，反应极易进行，直到橡胶的双键消耗完毕为止。与其他老化作用不同，橡胶的臭氧老化只在臭氧接触的表面层进行，橡胶与臭氧反应，生产一层约10nm厚的白色硬膜，此硬膜能阻止臭氧与橡胶深层接触，不在继续氧化。但是，

8、在动态应变条件下或静态拉伸状态下，这层硬膜会产生龟裂，使臭氧得以与新的橡胶表面接触，将继续发生老化。饱和橡胶因不含双键，虽然也能与臭氧发生反应，但反应速度缓慢，且不易产生龟裂。2影响橡胶老化的因素A）氧氧在橡胶中同橡胶分子发生游离基链锁反应，分子链发生断裂或过度交联，引起橡胶性能的改变。氧化作用是橡胶老化的重要原因之一。B）臭氧臭氧的化学活性氧高得多，破坏性更大，它同样是使分子链发生断裂，但臭氧对橡胶的作用情况随橡胶变形与否而不同。当作用于