คุณสมบัติต่อต้านริ้วรอยของโคพอลิเมอร์บล็อคสไตรีน-บิวทาไดอีนมีอะไรบ้าง

โคพอลิเมอร์บล็อกสไตรีน-บิวทาไดอีน (SBS) เป็นเทอร์โมพลาสติกอีลาสโตเมอร์ที่ประกอบด้วยสไตรีนและบิวทาไดอีน โดยมีหน่วยโครงสร้างพื้นฐานเกิดขึ้นจากบล็อกโคพอลิเมอไรเซชัน เนื่องจากคุณสมบัติที่รวมกันของยางและพลาสติกเทอร์โมพลาสติก SBS จึงพบการใช้งานที่หลากหลายในผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมและของใช้ประจำวันต่างๆ SBS มีความยืดหยุ่น ทนทานต่อการเสียดสี และประสิทธิภาพการประมวลผลดีเยี่ยม อย่างไรก็ตาม ความต้านทานต่อความชราค่อนข้างต่ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อสัมผัสกับปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม เช่น แสงอัลตราไวโอเลต โอโซน และออกซิเจน ซึ่งทำให้คุณสมบัติทางกายภาพและเคมีลดลงอย่างมาก บทความนี้จะสำรวจความต้านทานต่อความชราของ SBS และวิธีการปรับปรุง

สายโซ่โมเลกุลของ SBS มีพันธะคู่ที่ไม่อิ่มตัวจำนวนมาก ซึ่งทำให้ไวต่อผลกระทบจากรังสีอัลตราไวโอเลตและโอโซน ภายใต้รังสีอัลตราไวโอเลต พันธะคู่ใน SBS จะเกิดปฏิกิริยาโฟโตออกซิเดชัน ซึ่งนำไปสู่การแยกสายโซ่ ส่งผลให้วัสดุเปราะและสูญเสียความยืดหยุ่น นอกจากนี้ โอโซนสามารถโจมตีพันธะคู่ใน SBS ได้โดยตรง ซึ่งกระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยาการสลายโอโซน และเร่งการแก่ชราของ SBS ต่อไป ปัจจัยเหล่านี้รวมกันทำให้เกิดการแตกร้าวของพื้นผิว การแข็งตัว และความล้มเหลวใน SBS เมื่อใช้กลางแจ้ง

เพื่อปรับปรุงการต้านทานความชราของ SBS จึงมักเติมสารต้านอนุมูลอิสระ สารต้านอนุมูลอิสระสามารถจับอนุมูลอิสระและยับยั้งปฏิกิริยาลูกโซ่ของอนุมูลอิสระ ซึ่งจะช่วยชะลอการเสื่อมสลายจากปฏิกิริยาออกซิเดชันของ SBS สารต้านอนุมูลอิสระทั่วไป ได้แก่ สารต้านอนุมูลอิสระฟีนอล สารต้านอนุมูลอิสระเอมีน และสารต้านอนุมูลอิสระฟอสไฟต์ ด้วยการเติมสารต้านอนุมูลอิสระในปริมาณที่เหมาะสมลงใน SBS จะสามารถปรับปรุงความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันจากความร้อนได้ดีขึ้นอย่างมาก และช่วยยืดอายุการใช้งาน

สารเพิ่มความคงตัวของแสงเป็นสารเติมแต่งที่สำคัญอีกประเภทหนึ่งที่ใช้เพื่อเพิ่มความต้านทานต่อความชราของแสงของ SBS สารเพิ่มความคงตัวของแสงส่วนใหญ่ประกอบด้วยตัวดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตและเครื่องกรองแสง ตัวดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตสามารถดูดซับพลังงานอัลตราไวโอเลตและแปลงเป็นพลังงานความร้อนที่ไม่เป็นอันตราย ดังนั้นจึงช่วยปกป้อง SBS จากความเสียหายจากรังสีอัลตราไวโอเลต เครื่องคัดกรองแสงจะสร้างฟิล์มป้องกันบนพื้นผิวของวัสดุ ปิดกั้นการฉายรังสีอัลตราไวโอเลตโดยตรง ดังนั้นจึงชะลอกระบวนการชราภาพด้วยแสงของ SBS

การเติมสารตัวเติมไม่เพียงแต่ช่วยเพิ่มคุณสมบัติทางกลของ SBS เท่านั้น แต่ยังปรับปรุงความต้านทานต่อความชราได้ในระดับหนึ่งอีกด้วย สารตัวเติมทั่วไป ได้แก่ คาร์บอนแบล็ค ซิลิกา และดินเหนียว คาร์บอนแบล็กเป็นสารตัวเติมที่สามารถเพิ่มความแข็งแรงและทนต่อการขัดถูของ SBS และมีความต้านทานต่อรังสีอัลตราไวโอเลตอยู่บ้าง สารตัวเติมอนินทรีย์ เช่น ซิลิกาและดินเหนียวช่วยเพิ่มเสถียรภาพทางความร้อนและความต้านทานการเสื่อมสภาพของ SBS โดยการเพิ่มความแข็งแกร่งของวัสดุและลดการเคลื่อนที่ของสายโซ่โมเลกุล

การบำบัดด้วยไฮโดรจิเนชันจะแปลงพันธะคู่ใน SBS ให้เป็นพันธะเดี่ยว ซึ่งจะช่วยลดปฏิกิริยาทางเคมีของพันธะดังกล่าว และช่วยปรับปรุงการต้านทานการเสื่อมสภาพของวัสดุอีกด้วย SBS เติมไฮโดรเจนหรือที่รู้จักกันในชื่อโคโพลีเมอร์บล็อกสไตรีน-บิวทาไดอีนเติมไฮโดรเจน (SEBS) มีความต้านทานต่อความร้อน แสงอัลตราไวโอเลต และโอโซนดีขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ทำให้เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีความต้องการมากขึ้น อย่างไรก็ตาม การเติมไฮโดรเจนมีค่าใช้จ่ายสูงและซับซ้อน ซึ่งจำเป็นต้องมีความสมดุลระหว่างความเป็นไปได้ทางเศรษฐกิจและการเพิ่มประสิทธิภาพ

การผสม SBS กับโพลีเมอร์อื่นๆ สามารถปรับปรุงการต้านทานการเสื่อมสภาพได้อย่างมาก ตัวอย่างเช่น การผสม SBS กับโพลีเอทิลีน โพลีโพรพีลีน หรือเอทิลีน-ไวนิลอะซิเตตสามารถเพิ่มความคงตัวทางความร้อนของวัสดุและความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันได้ นอกจากนี้ การใช้วัสดุนาโน เช่น นาโนเคลย์และนาโนซิลิกาในส่วนผสมสามารถปรับปรุงคุณสมบัติทางกลและการต้านทานการเสื่อมสภาพของ SBS ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

Although โคพอลิเมอร์บล็อกสไตรีน-บิวทาไดอีน (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.