Quais são as propriedades antienvelhecimento do copolímero em bloco de estireno-butadieno?

Copolímero em bloco de estireno-butadieno (SBS) é um elastômero termoplástico composto por estireno e butadieno, com suas unidades estruturais básicas formadas por copolimerização em bloco. Devido às suas propriedades combinadas de borracha e plásticos termoplásticos, o SBS encontra amplas aplicações em diversos produtos industriais e de uso diário. SBS apresenta excelente elasticidade, resistência à abrasão e desempenho de processamento. No entanto, a sua resistência ao envelhecimento é relativamente fraca, especialmente quando exposta a factores ambientais como luz ultravioleta, ozono e oxigénio, que degradam significativamente as suas propriedades físicas e químicas. Este artigo explora a resistência ao envelhecimento do SBS e métodos para melhorá-la.

As cadeias moleculares do SBS contêm numerosas ligações duplas insaturadas, tornando-o suscetível aos impactos ultravioleta e de ozônio. Sob a radiação ultravioleta, as ligações duplas no SBS sofrem reações de fotooxidação, levando à cisão da cadeia, fazendo com que o material se torne quebradiço e perca elasticidade. Além disso, o ozônio pode atacar diretamente as ligações duplas do SBS, desencadeando reações de ozonólise, acelerando ainda mais o envelhecimento do SBS. Esses fatores coletivamente causam rachaduras na superfície, endurecimento e falhas no SBS quando usado em ambientes externos.

Para melhorar a resistência ao envelhecimento do SBS, são comumente adicionados antioxidantes. Os antioxidantes podem capturar radicais livres e inibir as reações em cadeia dos radicais livres, atrasando assim a degradação oxidativa do SBS. Os antioxidantes comuns incluem antioxidantes fenólicos, antioxidantes de amina e antioxidantes de fosfito. Ao adicionar uma quantidade adequada de antioxidantes ao SBS, a sua resistência ao envelhecimento termo-oxidativo pode ser significativamente melhorada, prolongando a sua vida útil.

Os estabilizadores de luz são outra classe importante de aditivos usados ​​para aumentar a resistência ao envelhecimento pela luz do SBS. Os estabilizadores de luz incluem principalmente absorvedores ultravioleta e filtros de luz. Os absorvedores ultravioleta podem absorver a energia ultravioleta e convertê-la em energia térmica inofensiva, protegendo assim o SBS dos danos ultravioleta. Os filtros de luz formam uma película protetora na superfície do material, bloqueando a irradiação ultravioleta direta, retardando assim o processo de fotoenvelhecimento do SBS.

A adição de cargas pode não apenas melhorar as propriedades mecânicas do SBS, mas também melhorar até certo ponto sua resistência ao envelhecimento. Enchimentos comuns incluem negro de fumo, sílica e argila. O negro de fumo, como enchimento, pode aumentar a resistência e a resistência à abrasão do SBS e tem alguma resistência ultravioleta. Cargas inorgânicas como sílica e argila melhoram a estabilidade térmica e a resistência ao envelhecimento do SBS, aumentando a rigidez do material e reduzindo o movimento das cadeias moleculares.

O tratamento de hidrogenação converte as ligações duplas do SBS em ligações simples, reduzindo a sua reatividade química e melhorando assim a resistência ao envelhecimento do material. O SBS hidrogenado, conhecido como copolímero em bloco de estireno-butadieno hidrogenado (SEBS), apresenta resistência significativamente melhorada ao calor, luz ultravioleta e ozônio, tornando-o adequado para ambientes mais exigentes. No entanto, a hidrogenação é dispendiosa e complexa, exigindo um equilíbrio entre viabilidade económica e melhoria de desempenho.

A mistura de SBS com outros polímeros pode melhorar significativamente a sua resistência ao envelhecimento. Por exemplo, misturar SBS com polietileno, polipropileno ou etileno-acetato de vinila pode aumentar a estabilidade térmica e a resistência à oxidação do material. Além disso, o uso de nanomateriais como nanoargila e nanosílica em misturas pode efetivamente melhorar as propriedades mecânicas e a resistência ao envelhecimento do SBS.

Although Copolímero em bloco de estireno-butadieno (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.