低場核磁技術用于橡膠抗老化研究

橡膠老化現(xiàn)象

由于橡膠制品的使用越來越頻繁，橡膠產(chǎn)品在多數(shù)人的印象中是性能優(yōu)異且各方面使用體驗都很好，許多老客戶也慢慢感覺到橡膠制品老化的現(xiàn)象，橡膠制品為什么會出現(xiàn)老化現(xiàn)象。

橡膠產(chǎn)品為什么會出現(xiàn)老化？

橡膠樹脂的粘合性比許多橡膠都要高，但橡膠同其它橡膠一樣，也會發(fā)生老化現(xiàn)象，由于內(nèi)部分子鏈斷裂，使橡膠的性能發(fā)生了很大的變化。對于橡塑制品來說，橡膠產(chǎn)品危害最大的就是紫外線，紫外線會直接導致橡膠分子鏈的斷裂，這是因為橡膠制品可吸收光能使橡膠內(nèi)產(chǎn)生自由分子。

橡膠產(chǎn)品老化的原因主要有以下三點：

1. 經(jīng)常有高溫或高溫環(huán)境。高溫度會加速橡膠材料的氧化環(huán)境，從而導致老化。

2. 化學因素。歸根結底，橡膠材料是一種化學物質(zhì)，有些化學因素會加速其老化。

3. 臭氧。硅材料很怕臭氧，會使橡膠制品的性能迅速下降，老化得很快。

橡膠老化的試驗方法：

橡膠老化是橡膠性能受損的主要原因之一。由于產(chǎn)品的配方和使用條件各異，老化歷程快慢不一，所以，需要通過檢測技術對橡膠樣品進行測試，以評定橡膠老化的程度及其對性能的影響。低場核磁技術可用于橡膠老化檢測。

低場核磁技術研究橡膠抗老化基本原理：

紐邁VTMR系列低場核磁共振分析儀

低場核磁共振技術是通過測定恒定磁場強度下樣品中1H的弛豫時間,從而獲得分子結構動態(tài)信息的方法。其基本原理是通過施加射頻脈沖給予處于恒定磁場中的樣品,使氫質(zhì)子發(fā)生共振,質(zhì)子所吸收的射頻波能量以非輻射的方式釋放后返回到基態(tài),此過程被稱為弛豫過程。弛豫又可分為橫向弛豫和縱向弛豫,樣品內(nèi)部氫質(zhì)子所處物理化學環(huán)境及存在狀態(tài)決定了弛豫時間的長短。從物理機制上,核磁弛豫過程是自旋氫原子核與環(huán)境之間通過相互作用進行能量交換的過程。核磁共振是自旋不為零的原子在靜磁場中被磁化后,與特定射頻場產(chǎn)生共振吸收現(xiàn)象,吸收射頻脈沖能量后自旋核與周圍物質(zhì)相互作用,釋放能量,并恢復初始狀態(tài)過程。

橡膠老化是交聯(lián)體系發(fā)生變化的綜合過程,核磁共振的弛豫機制對這種變化具有高敏感性,其主要表現(xiàn)為橫向弛豫時間T2隨反應時間延長的規(guī)律性變化。因此通過研究老化過程中橡膠樣品的弛豫時間變化規(guī)律及其與老化性能的關系,就可以間接評估橡膠老化的特性。