스티렌-부타디엔 블록 공중 합체는 UV 노출, 산화 및 환경 분해에 얼마나 강한가?

스티렌-부타디엔 블록 공중 합체 (SBC)는 유연성, 탄력성 및 처리 가능성과 같은 우수한 기계적 특성으로 인해 다양한 산업에서 널리 사용됩니다. 그러나 많은 폴리머와 마찬가지로 SBC는 시간이 지남에 따라 UV 노출, 산화 및 환경 분해에 취약합니다. 아래는 이러한 요인에 대한 저항과 분해를 완화하기위한 전략에 대한 자세한 분석입니다.

1. UV 노출
감수성 :
SBC의 부타디엔 블록은 UV 광을 흡수하고 광화학 반응을 겪을 수있는 불포화 이중 결합을 함유하기 때문에 UV 방사선에 특히 취약합니다. 이것은 사슬 절단, 변색 및 취소로 이어집니다.
연장 된 UV 노출로 인해 재료가 탄력성을 잃고 부서지기 쉬우 며 표면 균열이 발생할 수 있습니다.
완화 전략 :
UV 안정제 : 방해 된 아민 광선 안정제 (HALS) 또는 UV 흡수제 (예 : 벤조 페논, 벤조 트리아 졸)와 같은 첨가제는 UV 방사선을 흡수하거나 중화시켜 분해를 방지 할 수 있습니다.
색소 침착 : 탄소 검은 색 또는 이산화 티타늄과 같은 안료를 첨가하면 직접 노출로부터 중합체를 차폐하여 UV 저항성을 향상시킬 수 있습니다.
코팅 : 아크릴 또는 폴리 우레탄 기반 층과 같은 보호 코팅을 적용하면 UV 방사선에 대한 장벽으로 작용할 수 있습니다.

2. 산화
감수성 :
산화는 SBC가 산소, 특히 고온에서 또는 장기 응력 하에서 노출 될 때 발생합니다. 부타디엔 세그먼트는 불포화 결합이 산소와 반응하여 퍼 옥사이드, 히드로 프로 옥사이드 및 기타 산화 부산물을 형성함에 따라 다시 가장 취약하다.
산화는 사슬 절단, 가교 및 카르 보닐기의 형성으로 이어져 기계적 특성, 변색 및 브리틀즈를 감소시킨다.
완화 전략 :
산화 방지제 : 1 차 항산화 제 (예를 들어, 페놀을 방해) 및 2 차 항산화 제 (예를 들어, 인산염, 티오 에스테르)는 산화를 억제하기 위해 SBC 제형에 일반적으로 첨가된다. 이 첨가제는 자유 라디칼을 제거하고 히드로 프로 옥사이드를 분해함으로써 작용합니다.
캡슐화 : 보호 층에서 중합체를 캡슐화하거나 더 많은 산화 내성 물질과 혼합하면 산소 노출을 줄일 수 있습니다.
처리 온도 감소 : 제조 중 고온 가공을 최소화하면 열 산화를 줄일 수 있습니다.

3. 환경 저하
분해에 기여하는 요인 :
수분 : SBC는 일반적으로 수분 저항성이 우수하지만 물이나 습한 환경에 장기간 노출되면 가소제 침출 또는 부기가 발생하여 기계적 특성에 영향을 줄 수 있습니다.
오존 : 환경의 오존은 부타디엔 세그먼트의 불포화 결합을 공격하여 균열과 탄성 손실을 유발할 수 있습니다.
극한의 온도 : 고온이 산화 및 연화를 가속화하는 반면 저온은 재료를보다 부서지기 쉽게 만들 수 있습니다.
미생물 공격 : SBC는 본질적으로 생분해 될 수 없지만 특정 등급은 유기 첨가제 또는 오염 물질을 함유하면 미생물 성장에 취약 할 수 있습니다.
완화 전략 :
오존 저항성 : 항 생리 조건 (예 : 왁스 또는 화학적 억제제)을 포함하면 오존-유도 된 균열로부터 중합체를 보호 할 수있다.
소수성 첨가제 : 소수성 첨가제 또는 코팅을 사용하면 수분 저항성을 향상시킬 수 있습니다.
열 안정제 : 고온에서의 분해를 방지하기 위해 열 안정제를 첨가 할 수 있습니다.
다른 폴리머와 블렌딩 :보다 환경 저항성 중합체 (예를 들어, 폴리 프로필렌 또는 폴리스티렌)와 SBC를 혼합하면 전반적인 내구성이 향상 될 수 있습니다.

4. 야외 응용 프로그램의 장기 성능
도전 과제 :
실외 응용 분야 (예 : 지붕 멤브레인, 자동차 부품, 신발)에 사용될 때 SBC는 UV 방사선, 산소, 수분 및 온도 변동에 대한 결합 된 노출에 직면합니다. 이것은 적절한 조치를 취하지 않으면 저하를 가속화합니다.
실외 사용 향상 :
풍화 첨가제 : UV 안정제, 산화 방지제 및 산화 방지제를 결합하면 야외 환경에서 SBC의 수명을 크게 연장 할 수 있습니다.
표면 처리 : 날씨 저항성 코팅 또는 라미네이트를 적용하면 추가 보호 층이 제공 될 수 있습니다.
수정 된 등급 : 일부 제조업체는 실외 응용 분야를위한 풍화 저항성이 향상된 특수 등급의 SBC를 생산합니다.

5. 다른 폴리머와 비교
상대 저항 :
폴리에틸렌 (PE) 또는 폴리 프로필렌 (PP)과 같은 완전 포화 폴리머와 비교하여, SBC는 부타디엔 세그먼트에서 불포화 결합의 존재로 인해 UV에 대한 내성 및 산화에 덜 내성이다.
그러나 SBC는 처리 가능성과 다양성 측면에서 일부 엘라스토머 (예 : 천연 고무)보다 우수하여 환경 적 요인에 대한 감수성에도 불구하고 많은 응용 분야에서 선호되는 선택입니다.

6. 테스트 및 평가
가속화 된 풍화 검사 :
QUV 테스트 : 제어 된 UV 광원을 사용하여 장기 UV 노출을 시뮬레이션하여 색 변화, 광택 감소 및 기계적 특성 저하를 평가합니다.
오븐 노화 : 시간이 지남에 따라 샘플을 높은 온도에 노출시켜 산화 저항성을 평가합니다.
오존 챔버 테스트 : 오존-유도 된 균열에 대한 저항성을 측정합니다.
현장 테스트 :
다른 기후의 실제 노출 테스트는 실제 환경 조건에서 SBC가 수행하는 방식에 대한 통찰력을 제공합니다.

7. 지속 가능한 대안
바이오 기반 SBC :
환경 영향을 줄이면서 성능을 유지하는 바이오 기반 또는 부분적으로 재생 가능한 SBC를 개발하기위한 연구가 진행 중입니다.
재활용 성 :
일부 SBC는 재활용 가능하므로 저하 된 재료가 저 성능의 응용 분야로 용도 변경되어 수명주기를 확장 할 수 있습니다 .