Quali sono le proprietà antietà del copolimero a blocchi stirene-butadiene?

Copolimero a blocchi stirene-butadiene (SBS) è un elastomero termoplastico composto da stirene e butadiene, le cui unità strutturali di base sono formate mediante copolimerizzazione a blocchi. Grazie alle proprietà combinate della gomma e della plastica termoplastica, SBS trova ampie applicazioni in vari prodotti industriali e di uso quotidiano. SBS presenta eccellenti elasticità, resistenza all'abrasione e prestazioni di lavorazione. Tuttavia, la sua resistenza all’invecchiamento è relativamente scarsa, soprattutto se esposto a fattori ambientali come la luce ultravioletta, l’ozono e l’ossigeno, che ne degradano significativamente le proprietà fisiche e chimiche. Questo articolo esplora la resistenza all'invecchiamento di SBS e i metodi per migliorarla.

Le catene molecolari dell'SBS contengono numerosi doppi legami insaturi, che lo rendono suscettibile agli impatti dei raggi ultravioletti e dell'ozono. Sotto la radiazione ultravioletta, i doppi legami nell'SBS subiscono reazioni di fotoossidazione, che portano alla scissione della catena, facendo sì che il materiale diventi fragile e perda elasticità. Inoltre, l’ozono può attaccare direttamente i doppi legami dell’SBS, innescando reazioni di ozonolisi, accelerando ulteriormente l’invecchiamento dell’SBS. Questi fattori collettivamente causano fessurazioni superficiali, indurimento e guasti nell'SBS quando utilizzato all'aperto.

Per migliorare la resistenza all’invecchiamento dell’SBS, vengono comunemente aggiunti antiossidanti. Gli antiossidanti possono catturare i radicali liberi e inibire le reazioni a catena dei radicali liberi, ritardando così la degradazione ossidativa dell’SBS. Gli antiossidanti comuni includono antiossidanti fenolici, antiossidanti amminici e antiossidanti fosfiti. Aggiungendo una quantità adeguata di antiossidanti a SBS, la sua resistenza all'invecchiamento termico-ossidativo può essere significativamente migliorata, prolungandone la durata.

Gli stabilizzanti alla luce sono un'altra importante classe di additivi utilizzati per migliorare la resistenza all'invecchiamento della luce dell'SBS. Gli stabilizzatori di luce comprendono principalmente assorbitori di raggi ultravioletti e schermatori di luce. Gli assorbitori ultravioletti possono assorbire l'energia ultravioletta e convertirla in energia termica innocua, proteggendo così SBS dai danni ultravioletti. Gli schermi luminosi formano una pellicola protettiva sulla superficie del materiale, bloccando l'irradiazione ultravioletta diretta, rallentando così il processo di fotoinvecchiamento dell'SBS.

L'aggiunta di riempitivi può non solo migliorare le proprietà meccaniche dell'SBS ma anche migliorarne in una certa misura la resistenza all'invecchiamento. I riempitivi comuni includono nerofumo, silice e argilla. Il nerofumo, come riempitivo, può aumentare la robustezza e la resistenza all'abrasione dell'SBS e presenta una certa resistenza ai raggi ultravioletti. I riempitivi inorganici come la silice e l'argilla migliorano la stabilità termica e la resistenza all'invecchiamento dell'SBS aumentando la rigidità del materiale e riducendo il movimento delle catene molecolari.

Il trattamento di idrogenazione converte i doppi legami dell'SBS in legami singoli, riducendone la reattività chimica e migliorando così la resistenza all'invecchiamento del materiale. L'SBS idrogenato, noto come copolimero a blocchi stirene-butadiene idrogenato (SEBS), mostra una resistenza significativamente migliorata al calore, alla luce ultravioletta e all'ozono, rendendolo adatto agli ambienti più esigenti. Tuttavia, l’idrogenazione è costosa e complessa e richiede un equilibrio tra fattibilità economica e miglioramento delle prestazioni.

La miscelazione dell'SBS con altri polimeri può migliorare significativamente la sua resistenza all'invecchiamento. Ad esempio, la miscelazione di SBS con polietilene, polipropilene o etilene-vinilacetato può migliorare la stabilità termica e la resistenza all'ossidazione del materiale. Inoltre, l’utilizzo di nanomateriali come la nanoargilla e la nanosilice nelle miscele può migliorare efficacemente le proprietà meccaniche e la resistenza all’invecchiamento dell’SBS.

Although Copolimero a blocchi stirene-butadiene (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.