一般休閑運動鞋、戶外鞋的結構可分為鞋面、中底和鞋大底,其中鞋大底會采用橡膠原料生產(chǎn),因為它舒適度高,最重要的是防滑耐磨。
這些橡膠大底具有高彈、耐磨的優(yōu)點,但穿久了,受到氧、臭氧、光、熱、水分、機械應力等方面的影響容易老化,比如發(fā)生臭氧龜裂,繼而發(fā)生斷裂。
那么,為什么橡膠大底會發(fā)生臭氧龜裂導致斷裂呢?又該如何預防?我們一起來看一下。
為什么會發(fā)生臭氧龜裂
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常采用的橡膠原料有天然橡膠(NR)、丁基橡膠(IIR)、丁苯橡膠(SBR)、順丁橡膠(BR)、異戊橡膠(IR)。
這些橡膠都含有不飽和雙鍵的組分。比如天然橡膠的基本化學成分為順- 聚異戊二烯;異戊橡膠,全名為順-1,4-聚異戊二烯橡膠,由異戊二烯制得的高順式合成橡膠;丁苯橡膠由丁二烯和苯乙烯共聚制得;順丁橡膠,全名為順式-1,4-聚丁二烯橡膠,由丁二烯聚合制得。
不飽和雙鍵在光的作用下容易與臭氧和氧反應,從而發(fā)生臭氧龜裂和光氧化龜裂,其中臭氧龜裂占主要原因,這大大降低了鞋子的使用壽命。
氧氣可以與橡膠中的橡膠分子發(fā)生游離基鏈鎖反應,致使分子鏈出現(xiàn)過度交聯(lián)或者斷裂的現(xiàn)象。與氧相比,臭氧的化學活性比較高,因此其對橡膠的破壞力也比氧大得多。
臭氧與氧的破壞機理基本相同,不同之處在于對橡膠的作用是不穩(wěn)定的,它可以依據(jù)橡膠的變形與否而相應的出現(xiàn)變化,比如,當臭氧作用于不飽和橡膠時,會產(chǎn)生與應力作用方向相同的裂紋,稱為“臭氧龜裂”;當臭氧作用于變形橡膠時,僅僅產(chǎn)生表面生成氧化膜,而不出現(xiàn)龜裂現(xiàn)象。
其中臭氧龜裂的特征是裂紋與橡皮的拉伸變形方向相垂直(見圖),橡皮龜裂且隨著變形增大,龜裂速度加快,達到臨界變形值時,速度最大。
圖 臭氧龜裂
光氧化龜裂與臭氧龜裂不同,它在沒有變形的條件下也能發(fā)生,且裂紋呈現(xiàn)無規(guī)網(wǎng)狀形態(tài)。一般臭氧龜裂比光氧化龜裂嚴重,裂紋較深。
預防臭氧龜裂的辦法
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那么有什么辦法可以預防臭氧龜裂嗎?一般常用三種方法:
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物理方法,加入石蠟,形成與臭氧不反應的覆蓋層,防止臭氧滲入;
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化學方法,橡皮對臭氧的活性是由于本身存在碳-碳雙鍵,因此采用氫化處理,使橡皮表層不飽和度降低,即可提高抗臭氧龜裂性能;
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添加助劑,比如加入抗臭氧劑和光穩(wěn)定劑等。
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