スチレン-ブタジエンブロック共重合体の老化防止特性は何ですか?

スチレン-ブタジエンブロック共重合体 (SBS) はスチレンとブタジエンを基本構造単位としてブロック共重合した熱可塑性エラストマーです。 SBS は、ゴムと熱可塑性プラスチックの組み合わせ特性により、さまざまな工業製品や日常使用製品に広範な用途が見出されます。 SBSは弾性、耐摩耗性、加工性に優れています。しかし、その耐老化性は比較的低く、特に紫外線、オゾン、酸素などの物理的および化学的特性を著しく劣化させる環境要因にさらされた場合に顕著です。この記事では、SBS の耐老化性とそれを改善する方法について説明します。

SBS の分子鎖には不飽和二重結合が多数含まれているため、紫外線やオゾンの影響を受けやすくなっています。紫外線照射下では、SBS の二重結合が光酸化反応を起こし、鎖の切断が起こり、材料が脆くなり、弾性が失われます。さらに、オゾンは SBS の二重結合を直接攻撃し、オゾン分解反応を引き起こし、SBS の老化をさらに促進する可能性があります。これらの要因が集合的に、屋外で使用した場合の SBS の表面の亀裂、硬化、破損の原因となります。

SBS の耐老化性を向上させるために、一般的に酸化防止剤が添加されます。抗酸化物質はフリーラジカルを捕捉し、フリーラジカルの連鎖反応を阻害することで、SBS の酸化分解を遅らせます。一般的な酸化防止剤には、フェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、亜リン酸系酸化防止剤などがあります。 SBS に適切な量の酸化防止剤を添加することにより、熱酸化老化に対する耐性が大幅に向上し、耐用年数が長くなります。

光安定剤は、SBS の耐光老化性を高めるために使用されるもう 1 つの重要な種類の添加剤です。光安定剤には主に紫外線吸収剤とライトスクリーン剤が含まれます。紫外線吸収剤は紫外線エネルギーを吸収し、それを無害な熱エネルギーに変換することができるため、SBS を紫外線による損傷から保護します。ライト スクリーン剤は材料の表面に保護膜を形成し、紫外線の直接照射を遮断し、SBS の光老化プロセスを遅らせます。

フィラーを添加すると、SBS の機械的特性が向上するだけでなく、耐老化性もある程度向上します。一般的な充填剤には、カーボン ブラック、シリカ、粘土などがあります。カーボンブラックはフィラーとして SBS の強度と耐摩耗性を向上させることができ、ある程度の耐紫外線性を備えています。シリカやクレーなどの無機フィラーは、材料の剛性を高め、分子鎖の動きを減らすことにより、SBS の熱安定性と耐老化性を向上させます。

水素化処理により、SBS の二重結合が単結合に変換され、化学反応性が低下し、材料の耐老化性が向上します。水素化スチレン - ブタジエン ブロック共重合体 (SEBS) として知られる水素化 SBS は、熱、紫外線、オゾンに対する耐性が大幅に向上しており、より要求の厳しい環境に適しています。ただし、水素化はコストが高く複雑であり、経済的な実現可能性と性能向上のバランスが必要です。

SBS を他のポリマーとブレンドすると、耐老化性が大幅に向上します。たとえば、SBS をポリエチレン、ポリプロピレン、またはエチレン酢酸ビニルとブレンドすると、材料の熱安定性と耐酸化性を高めることができます。さらに、ナノクレイやナノシリカなどのナノ材料をブレンドに使用すると、SBS の機械的特性と耐老化性を効果的に改善できます。

Although スチレン-ブタジエンブロック共重合体 (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.