Welche Anti-Aging-Eigenschaften hat Styrol-Butadien-Blockcopolymer?

Styrol-Butadien-Blockcopolymer (SBS) ist ein thermoplastisches Elastomer aus Styrol und Butadien, dessen Grundstruktureinheiten durch Blockcopolymerisation gebildet werden. Aufgrund seiner kombinierten Eigenschaften von Gummi und thermoplastischen Kunststoffen findet SBS umfangreiche Anwendungen in verschiedenen Industrie- und Alltagsprodukten. SBS weist eine hervorragende Elastizität, Abriebfestigkeit und Verarbeitungsleistung auf. Allerdings ist seine Alterungsbeständigkeit relativ gering, insbesondere wenn es Umwelteinflüssen wie ultraviolettem Licht, Ozon und Sauerstoff ausgesetzt wird, die seine physikalischen und chemischen Eigenschaften erheblich verschlechtern. Dieser Artikel untersucht die Alterungsbeständigkeit von SBS und Methoden zu ihrer Verbesserung.

Die Molekülketten von SBS enthalten zahlreiche ungesättigte Doppelbindungen, wodurch es anfällig für UV- und Ozoneinwirkungen ist. Unter ultravioletter Strahlung unterliegen die Doppelbindungen in SBS Photooxidationsreaktionen, die zur Kettenspaltung führen, wodurch das Material spröde wird und an Elastizität verliert. Darüber hinaus kann Ozon die Doppelbindungen in SBS direkt angreifen und Ozonolysereaktionen auslösen, was die Alterung von SBS weiter beschleunigt. Diese Faktoren führen bei der Verwendung im Freien zu Oberflächenrissen, Verhärtungen und Ausfällen von SBS.

Um die Alterungsbeständigkeit von SBS zu verbessern, werden üblicherweise Antioxidantien zugesetzt. Antioxidantien können freie Radikale einfangen und die Kettenreaktionen freier Radikale hemmen, wodurch der oxidative Abbau von SBS verzögert wird. Zu den üblichen Antioxidantien gehören phenolische Antioxidantien, Amin-Antioxidantien und Phosphit-Antioxidantien. Durch die Zugabe einer angemessenen Menge an Antioxidantien zu SBS kann dessen Beständigkeit gegenüber thermisch-oxidativer Alterung deutlich verbessert und die Lebensdauer verlängert werden.

Lichtstabilisatoren sind eine weitere wichtige Klasse von Additiven, die zur Verbesserung der Lichtalterungsbeständigkeit von SBS eingesetzt werden. Zu den Lichtstabilisatoren zählen hauptsächlich Ultraviolettabsorber und Lichtschutzmittel. Ultraviolettabsorber können ultraviolette Energie absorbieren und in harmlose thermische Energie umwandeln und schützen so SBS vor ultravioletten Schäden. Lichtschutzmittel bilden einen Schutzfilm auf der Oberfläche des Materials, der die direkte UV-Strahlung blockiert und so den Photoalterungsprozess von SBS verlangsamt.

Der Zusatz von Füllstoffen kann nicht nur die mechanischen Eigenschaften von SBS verbessern, sondern in gewissem Maße auch seine Alterungsbeständigkeit verbessern. Zu den üblichen Füllstoffen gehören Ruß, Kieselsäure und Ton. Ruß kann als Füllstoff die Festigkeit und Abriebfestigkeit von SBS verbessern und weist eine gewisse UV-Beständigkeit auf. Anorganische Füllstoffe wie Kieselsäure und Ton verbessern die thermische Stabilität und Alterungsbeständigkeit von SBS, indem sie die Steifigkeit des Materials erhöhen und die Bewegung von Molekülketten verringern.

Durch die Hydrierungsbehandlung werden die Doppelbindungen in SBS in Einfachbindungen umgewandelt, wodurch die chemische Reaktivität verringert und somit die Alterungsbeständigkeit des Materials verbessert wird. Hydriertes SBS, bekannt als hydriertes Styrol-Butadien-Blockcopolymer (SEBS), weist eine deutlich verbesserte Beständigkeit gegenüber Hitze, ultraviolettem Licht und Ozon auf und eignet sich daher für anspruchsvollere Umgebungen. Allerdings ist die Hydrierung kostspielig und komplex und erfordert ein Gleichgewicht zwischen wirtschaftlicher Machbarkeit und Leistungssteigerung.

Durch die Mischung von SBS mit anderen Polymeren kann die Alterungsbeständigkeit deutlich verbessert werden. Beispielsweise kann die Mischung von SBS mit Polyethylen, Polypropylen oder Ethylenvinylacetat die thermische Stabilität und Oxidationsbeständigkeit des Materials verbessern. Darüber hinaus können durch die Verwendung von Nanomaterialien wie Nanoclay und Nanosilica in Mischungen die mechanischen Eigenschaften und die Alterungsbeständigkeit von SBS wirksam verbessert werden.

Although Styrol-Butadien-Blockcopolymer (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.