Từ
khi sử dụng cao su lưu hóa, mọi người đã chú ý rằng cao su phân hủy nhanh khi
tiếp xúc với các yếu tố, như oxygen, ozone, nhiệt, ánh sáng cực tím (UV). Tác động
của ozone lên cao su diene lưu hóa rõ ràng nhất khi cao su chịu ứng suất hoặc
kéo giãn do một chuỗi các vết nứt xuất hiện, vuông góc với ứng suất tác dụng và
phát triển rộng, sâu hơn tới khi cao su hỏng.
Ozone
được hình thành tự nhiên trong khí quyển trái đất bởi tác động của ánh sáng cực
tím mặt trời lên oxygen trong khí quyển. Nồng độ ozone trong khí quyển phụ thuộc
vào mùa và vị trí địa lý, từ 6 phần trăm triệu tới 25 phần trăm triệu. Cơ chế phân
hủy cao su bằng ozone được đề nghị như sau. Ozone phản ứng với các liên kết đôi
trên bề mặt polymer không bão hòa để hình thành cấu trúc trioxolane. Cấu trúc
này phân hủy để tạo thành hợp chất carbonyl và zwitterion, làm cho chuỗi phân tử
bị cắt đứt.
Do
đó, việc sử dụng các chất bảo vệ sản phẩm cao su là cần thiết. Nhiều lý thuyết
đã được đề nghị để giải thích cơ chế của các chất chống ozone hóa. Đa số ủng hộ
mô hình mà trong đó chất chống ozone hóa có khả năng phản ứng cao với ozone so
với liên kết đôi trong vật liệu đàn hồi (gấp 200 lần) và chất chống ozone hóa
phải có khả năng di trú nhanh từ hỗn hợp cao su ra bề mặt khi chất chống ozone ở
bề mặt bị ozone hóa, không để ozone phản ứng với cao su trước. Ngoài ra, chất
chống ozone hóa phải có độ bay hơi thấp để tránh bay hơi khỏi cao su mà không
phản ứng với ozone ở bề mặt.
Tham khảo từ tài liệu
Handbook of Specialty Elastomers, Robert
C. Klingender, CRC Press, 2008, trang 430 - 431
(vtp-vlab-caosuviet)
