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橡套资猜中的防老剂若何延缓扁电缆在户表使用时的老化过程？

所属分类：电缆新闻颁布功夫：2025-07-29 06:39:22

橡套资猜中的防老剂通过抑造或延缓橡胶分子链的氧化、热降解、光降解及臭氧攻击等化学反映，显著耽搁扁电缆在户表环境下的使用寿命�；П砘肪持械淖媳硐摺⒏呶隆⒀跗⒊粞跫盎涤αΦ瘸煞只峒涌煜鸾豪匣�，导致资料变硬、开裂、机能降落，而防老剂通过以下机造针对性解决这些问题：

一、防老剂的重要作用机造

1. 抗氧剂：阻断氧化链式反映

自由基捕获：
户表高和善光照会促使橡胶中的氧气（O?）转化为活性氧自由基（如·OH、ROO·），攻击橡胶分子链的C-H键，引发链式氧化反映。

胺类防老剂（如RD、4010NA）：通过提供氢原子（H·）中和自由基，天生不变的胺自由基（ArN·），终止链式反映。例如，防老剂RD在100℃下的抗氧化效能是天然橡胶自氧化快率的1/1000。
酚类防老剂（如BHT、264）：与过氧化自由基（ROO·）反映，天生不变的酚氧自由基（ArO·），阻止氧化扩散。BHT在70℃下的半衰期达2年，适合持久户表使用。

金属离子钝化：
户表环境中的尘埃可能含有Fe、Cu等金属离子，催化氧化反映。螯合型防老剂（如8PPD）可与金属离子形成不变络合物，降低其催化活性。例如，增长1phr 8PPD可使Fe??催化的氧化快率降低80%。

2. 抗臭氧剂：抑造臭氧裂解

物理防护：
臭氧（O?）会攻击橡胶分子链的双键，天生臭氧化物并裂解为羰基化合物，导致表表龟裂。蜡类防老剂（如微晶蜡）可在橡胶表表形成0.1-1μm厚的�；つ�，断绝臭氧接触。尝试批注，增长5phr微晶蜡可使臭氧龟裂功夫耽搁10倍（ASTM D1149）。
化学防护：
对苯二胺类防老剂（如4020、688）可与臭氧反映天生不变的硝基化合物，阻止裂解传布。例如，防老剂4020在-20℃下仍能维持90%的抗臭氧效能，适合高海拔或寒冷地域。

3. 光不变剂：吸收或屏蔽紫表线

紫表线吸收剂（如UV-327、UV-531）：
吸收波长290-400nm的紫表线，通过度子内能量转移将光能转化为热能开释。UV-327的吸收峰在327nm，增长2phr可使橡胶在QUV加快老化试验（340nm，0.89W/m?）中的黄变指数（ΔYI）降低60%。
碰壁胺光不变剂（HALS，如944、770）：
捕获紫表线天生的自由基，天生不变的氮氧自由基（N-O·），循环再生阐扬不变作用。HALS 944在户暴露出5年后，仍能维持80%的活性，适合持久日照环境。

二、防老剂在扁电缆中的协同利用

1. 复合防老剂系统

户表环境复杂，需组合使用分歧类型防老剂以实现全面防护：

典型配方：

抗氧剂：RD（1phr） + 4010NA（0.5phr）
抗臭氧剂：4020（1phr） + 微晶蜡（3phr）
光不变剂：UV-327（1phr） + HALS 770（0.5phr）

成效：

在QUV加快老化试验（340nm，0.89W/m?，60℃）中，复合系统使橡胶的断裂伸长率维持率从单独使用RD的40%提升至85%。
在臭氧箱试验（50pphm，40℃）中，裂纹出现功夫从单独使用4020的24h耽搁至168h。

2. 防老剂与填充剂的协同作用

碳黑（N330、N550）：
碳黑可吸收紫表线并屏蔽臭氧，与防老剂产生协同效应。例如，增长40phr N330碳黑可使防老剂RD的抗氧化效能提升30%，同时降低光不变剂用量。
纳米二氧化硅：
纳米二氧化硅（粒径20nm）可填充橡胶表表微孔，削减臭氧渗入。与4020并用时，抗臭氧效能提升50%（ASTM D1149）。

三、防老剂对扁电缆机能的具体影响

1. 机械机能维持

弯曲委顿寿命：
未增长防老剂的橡胶在户暴露出1年后，弯曲委顿寿命从10万次降至2万次；增长复合防老剂后，寿命仍维持8万次以上（ISO 6802）。
抗扯破强度：
防老剂可抑造裂纹扩大。例如，增长1phr 4010NA可使橡胶的扯破强度从25kN/m提升至35kN/m（ASTM D624）。

2. 耐环境机能提升

耐热性：
防老剂RD的分化温度达280℃，可显著提升橡胶的耐热等级。在120℃热老化试验（ASTM D573）中，增长RD的橡胶抗张强度维持率从60%提升至85%。
耐油性：
某些防老剂（如4010NA）可改善橡胶与油的相容性。在IRM902号油中浸泡168h后，增长4010NA的橡胶体积膨胀率从200%降至150%（ASTM D471）。

四、防老剂选择的关键准则

环境适配性：

高紫表线地域：优先选择UV-327 + HALS 770组合。
高臭氧地域：增长4020和微晶蜡用量。
高温地域：选用热不变性好的RD和4010NA。

相容性与迁徙性：

防老剂应与橡胶基体相容，预防喷霜（表表析出）。例如，4020的溶化度参数（16.5）与NR（16.3）靠近，相容性优异。
蜡类防老剂需节造分子量（如微晶蜡分子量500-1000），预防迁徙过快导致�；つな�。

成本与效能平衡：

酚类防老剂（如BHT）成本低，但耐热性较差（合用温度≤80℃）；对苯二胺类（如4020）成本高，但耐热性达150℃。
典型户表电缆的防老剂成本占比约5%-8%，但可耽搁使用寿命3-5倍，拥有显著经济效益。

五、典型利用案例

案例1：光伏电站用扁电缆

抗氧剂：RD（1phr） + 4010NA（0.5phr）
光不变剂：UV-327（1.5phr） + HALS 944（0.5phr）
填充剂：N330碳黑（35phr）
环境挑战：持久日照（紫表线强度达50mW/cm?）、昼夜温差大（-30℃至80℃）。
防老剂规划：
成效：户暴露出5年后，橡胶断裂伸长率维持率≥70%，满足IEC 62930尺度。

案例2：风电塔筒用扁电缆

抗臭氧剂：4020（1.5phr） + 微晶蜡（4phr）
抗氧剂：RD（1phr）
防护层：增长氯磺化聚乙烯（CSM）作为表护套
环境挑战：高臭氧浓度（城市边缘区达30pphm）、盐雾侵蚀。
防老剂规划：
成效：臭氧箱试验（50pphm，40℃）中无裂纹，盐雾试验（ASTM B117）720h后无侵蚀。

六、总结与建议

主题战术：凭据户表环境的具体挑战（紫表线、臭氧、温度等），选择针对性防老剂组合，并优化填充剂与防老剂的协同效应。
趋向方向：开发多职能防老剂（如兼具抗氧、抗臭氧和光不变机能），削减配方复杂度；钻研生物基防老剂以降低环境影响。
实际建议：

定期检测户表电缆的橡胶硬度（Shore A）和断裂伸长率，当硬度增长≥10度或伸长率降落≥50%时，需评估防老剂亏损情况。
在高传染地域，增长防老剂用量10%-20%，并缩短检测周期至6个月/次。

通过科学选择和搭配防老剂，扁电缆在户表环境中的使用寿命可从5-8年耽搁至15-20年，显著降低全性命周期成本。

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