Thermal Oxidation Aging of Rubbers – Characterization by Chemiluminescence

04/2007 April

The investigations of thermal-oxidative aging on polydienes with systematic varied microstructure showed that high concentrations of double bonds in the polymer backbone play the significant role. From the shift of OIT-values it is observed, that styrene units have a relatively more stabilizing effect than vinyl units. Semi-quantitative infrared spectroscopic measurements taken during the course of CL analysis show much higher reactivity for 1,4-butadiene-units in comparison to vinyl. The kinetic evaluation of the CL curves results in rising reaction rate constants with increasing temperature and leads to activation energy values consistent with the reactivity of the polymers. In the investigations on the influence of processing it could be observed, that the raw polymer stabilizer is consumed during milling due to the effect of temperature, shearing and oxygen.

Thermisch-oxidative Alterung von Kautschuken – Charakterisierung mit Chemilumineszenz
Die Untersuchungen der thermischoxidativen Alterung an Polydienen mit systematisch variierter Mikrostruktur haben gezeigt, dass hohe Konzentrationen an Doppelbindungen in der Polymerhauptkette zu einer niedrigen Oxidationsstabilität führen. Aus der Verschiebung der OIT-Werte ist abzuleiten, dass die Styroleinheiten einen deutlich höheren stabilisierenden Effekt haben als Vinylgruppen. Semiquantitative infrarotspektroskopische Messungen an SBR parallel zum Verlauf der Chemilumiszenz- Reaktion haben eine deutlich höhere Reaktivität für 1,4-Butdieneinheiten als für Vinyleinheiten zum Ergebnis. Die kinetische Auswertungen der CL-Kurven zeigen den Anstieg der Reaktionsgeschwindigkeitskonstanten der Oxidationsreaktion mit der Temperatur und führt zu Werten für Aktivierungsenergien, die in Einklang mit der Reaktivität der Polymere stehen. Die Untersuchungen zum Einfluss der Kautschukverarbeitung haben gezeigt, dass der vom Polymerhersteller zugesetzte Stabilisator während des Mischprozesses infolge der Belastung durch Temperatur, Scherung und Sauerstoff bereits verbraucht wird.