橡胶鞋底发生臭氧龟裂的原因及3种常见预防办法

 

一般休闲运动鞋、户外鞋的结构可分为鞋面、中底和鞋大底，其中鞋大底会采用橡胶原料生产，因为它舒适度高，最重要的是防滑耐磨。

 

这些橡胶大底具有高弹、耐磨的优点，但穿久了，受到氧、臭氧、光、热、水分、机械应力等方面的影响容易老化，比如发生臭氧龟裂，继而发生断裂。

 

那么，为什么橡胶大底会发生臭氧龟裂导致断裂呢？又该如何预防？我们一起来看一下。

为什么会发生臭氧龟裂

 

常采用的橡胶原料有天然橡胶（NR）、丁基橡胶（IIR）、丁苯橡胶（SBR）、顺丁橡胶（BR）、异戊橡胶（IR）。

 

这些橡胶都含有不饱和双键的组分。比如天然橡胶的基本化学成分为顺- 聚异戊二烯；异戊橡胶，全名为顺-1，4-聚异戊二烯橡胶，由异戊二烯制得的高顺式合成橡胶；丁苯橡胶由丁二烯和苯乙烯共聚制得；顺丁橡胶，全名为顺式-1，4-聚丁二烯橡胶，由丁二烯聚合制得。

 

不饱和双键在光的作用下容易与臭氧和氧反应，从而发生臭氧龟裂和光氧化龟裂，其中臭氧龟裂占主要原因，这大大降低了鞋子的使用寿命。

 

氧气可以与橡胶中的橡胶分子发生游离基链锁反应，致使分子链出现过度交联或者断裂的现象。与氧相比，臭氧的化学活性比较高，因此其对橡胶的破坏力也比氧大得多。

 

臭氧与氧的破坏机理基本相同，不同之处在于对橡胶的作用是不稳定的,它可以依据橡胶的变形与否而相应的出现变化，比如,当臭氧作用于不饱和橡胶时,会产生与应力作用方向相同的裂纹，称为“臭氧龟裂”;当臭氧作用于变形橡胶时,仅仅产生表面生成氧化膜,而不出现龟裂现象。

 

其中臭氧龟裂的特征是裂纹与橡皮的拉伸变形方向相垂直（见图），橡皮龟裂且随着变形增大，龟裂速度加快，达到临界变形值时，速度最大。

 

图 臭氧龟裂

 

光氧化龟裂与臭氧龟裂不同，它在没有变形的条件下也能发生，且裂纹呈现无规网状形态。一般臭氧龟裂比光氧化龟裂严重，裂纹较深。

预防臭氧龟裂的办法

 

那么有什么办法可以预防臭氧龟裂吗？一般常用三种方法：

• 物理方法，加入石蜡，形成与臭氧不反应的覆盖层，防止臭氧渗入；

• 化学方法，橡皮对臭氧的活性是由于本身存在碳－碳双键，因此采用氢化处理，使橡皮表层不饱和度降低，即可提高抗臭氧龟裂性能；

• 添加助剂，比如加入抗臭氧剂和光稳定剂等。

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