Quelles sont les propriétés anti-âge du copolymère bloc styrène-butadiène ?

Copolymère bloc styrène-butadiène (SBS) est un élastomère thermoplastique composé de styrène et de butadiène, dont les unités structurelles de base sont formées par copolymérisation séquencée. En raison de ses propriétés combinées de caoutchouc et de plastiques thermoplastiques, le SBS trouve de nombreuses applications dans divers produits industriels et à usage quotidien. Le SBS présente une excellente élasticité, résistance à l’abrasion et performances de traitement. Cependant, sa résistance au vieillissement est relativement faible, notamment lorsqu’elle est exposée à des facteurs environnementaux tels que les rayons ultraviolets, l’ozone et l’oxygène, qui dégradent considérablement ses propriétés physiques et chimiques. Cet article explore la résistance au vieillissement du SBS et les méthodes pour l'améliorer.

Les chaînes moléculaires du SBS contiennent de nombreuses doubles liaisons insaturées, ce qui le rend sensible aux impacts des ultraviolets et de l'ozone. Sous le rayonnement ultraviolet, les doubles liaisons du SBS subissent des réactions de photo-oxydation, conduisant à une scission de chaîne, rendant le matériau cassant et perdant son élasticité. De plus, l'ozone peut attaquer directement les doubles liaisons du SBS, déclenchant des réactions d'ozonolyse, accélérant encore le vieillissement du SBS. Ces facteurs provoquent collectivement des fissures, un durcissement et une défaillance de la surface du SBS lorsqu'il est utilisé à l'extérieur.

Pour améliorer la résistance au vieillissement du SBS, des antioxydants sont couramment ajoutés. Les antioxydants peuvent capturer les radicaux libres et inhiber les réactions en chaîne des radicaux libres, retardant ainsi la dégradation oxydative du SBS. Les antioxydants courants comprennent les antioxydants phénoliques, les antioxydants aminés et les antioxydants phosphites. En ajoutant une quantité appropriée d'antioxydants au SBS, sa résistance au vieillissement thermo-oxydatif peut être considérablement améliorée, prolongeant ainsi sa durée de vie.

Les stabilisants à la lumière constituent une autre classe importante d’additifs utilisés pour améliorer la résistance au vieillissement dû à la lumière du SBS. Les stabilisants de lumière comprennent principalement des absorbeurs d’ultraviolets et des écrans de lumière. Les absorbeurs d'ultraviolets peuvent absorber l'énergie ultraviolette et la convertir en énergie thermique inoffensive, protégeant ainsi le SBS des dommages causés par les ultraviolets. Les filtres à lumière forment un film protecteur sur la surface du matériau, bloquant l'irradiation ultraviolette directe, ralentissant ainsi le processus de photo-vieillissement du SBS.

L'ajout de charges peut non seulement améliorer les propriétés mécaniques du SBS, mais également améliorer dans une certaine mesure sa résistance au vieillissement. Les charges courantes comprennent le noir de carbone, la silice et l'argile. Le noir de carbone, en tant que charge, peut améliorer la résistance et la résistance à l'abrasion du SBS et présente une certaine résistance aux ultraviolets. Les charges inorganiques telles que la silice et l'argile améliorent la stabilité thermique et la résistance au vieillissement du SBS en augmentant la rigidité du matériau et en réduisant le mouvement des chaînes moléculaires.

Le traitement d'hydrogénation convertit les doubles liaisons du SBS en liaisons simples, réduisant ainsi sa réactivité chimique et améliorant ainsi la résistance au vieillissement du matériau. Le SBS hydrogéné, connu sous le nom de copolymère bloc styrène-butadiène hydrogéné (SEBS), présente une résistance considérablement améliorée à la chaleur, à la lumière ultraviolette et à l'ozone, ce qui le rend adapté aux environnements plus exigeants. Cependant, l’hydrogénation est coûteuse et complexe, nécessitant un équilibre entre faisabilité économique et amélioration des performances.

Le mélange de SBS avec d’autres polymères peut améliorer considérablement sa résistance au vieillissement. Par exemple, le mélange de SBS avec du polyéthylène, du polypropylène ou de l'éthylène-acétate de vinyle peut améliorer la stabilité thermique et la résistance à l'oxydation du matériau. De plus, l’utilisation de nanomatériaux tels que la nanoargile et la nanosilice dans des mélanges peut améliorer efficacement les propriétés mécaniques et la résistance au vieillissement du SBS.

Although Copolymère bloc styrène-butadiène (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.