天然橡膠板在戶外長期使用存在顯著的限制,通常不推薦作為材料。其能否長期耐受戶外環境,主要受以下關鍵因素影響,且結果往往不盡如人意:
主要老化因素與問題:
1. 紫外線 (UV) 輻射: 這是天然橡膠戶外老化的頭號。陽光中的紫外線會破壞橡膠的聚合物鏈,導致材料表面變粘、變脆、龜裂、粉化、褪色(發黃或變棕色)。這個過程幾乎是不可避免的,且會隨著時間推移持續惡化,顯著縮短使用壽命。
2. 臭氧 (O?): 大氣中的臭氧,尤其在污染較重或雷雨后的區域,會攻擊天然橡膠中的不飽和雙鍵,導致表面出現細小的龜裂(臭氧龜裂),這些裂紋會隨著應力的作用(如彎曲)而迅速擴展。
3. 氧氣 (O?) 和熱氧化: 氧氣與橡膠分子發生反應,導致材料硬化、脆化、強度下降和彈性喪失。高溫會極大地加速這一氧化過程。日曬導致的表面高溫會顯著促進氧化老化。
4. 溫度波動: 戶外晝夜溫差、季節變化會導致橡膠材料反復膨脹收縮,產生內部應力,加速疲勞和裂紋的產生。極寒天氣可能使橡膠暫時變硬變脆,更容易在沖擊下。
5. 水分與潮濕: 雖然天然橡膠本身防水,但長期暴露在雨水中可能導致添加劑(如防老劑)被瀝出,削弱其性能。持續的潮濕環境也為霉菌生長提供了條件,影響外觀和表面性能(可能變滑)。
6. 機械應力: 風吹、積雪、等外力引起的反復彎曲、拉伸或壓縮,會加速裂紋的產生和擴展,尤其是在材料已經因其他因素老化變脆之后。
天然橡膠的固有特性:
* 優點: 天然橡膠具有優異的彈性、高拉伸強度、良好的抗撕裂性和耐磨性。它價格相對便宜,易于加工。
* 缺點: 天然橡膠弱點就是耐候性差,特別是對紫外線、臭氧和氧化非常敏感。這是由其分子結構(含大量不飽和雙鍵)決定的。
結論與建議:
雖然天然橡膠板在短期或受保護的戶外環境下(例如有遮陽棚、使用時間不長)可能表現尚可,但將其暴露在無遮蔽、長期的戶外環境中,其性能會迅速且顯著地退化。老化表現為變硬、變脆、開裂、粉化、變形、強度大幅下降等,終失去使用價值。
因此,天然橡膠板通常不被視為戶外長期使用的理想材料。
替代方案:
如果應用場景確實需要在戶外長期使用橡膠板材,建議考慮耐候性優異的合成橡膠,例如:
* EPDM (三元乙丙橡膠): 這是戶外耐候橡膠的,對紫外線、臭氧、氧化和溫度有的抵抗力,使用壽命長。
* 硅橡膠: 耐高低溫性能,耐候性良好,但成本較高。
* 氯丁橡膠 (CR): 耐候性、耐臭氧性、阻燃性較好,但遜色于EPDM。
* 氟橡膠 (FKM): 耐候性和耐化學性,但成本非常高。
如果必須使用天然橡膠,可以考慮添加的防老劑(劑、抗臭氧劑、紫外線吸收劑),或在其表面施加防護涂層(如油漆、特定涂層),但這只能有限地延長其戶外壽命,且增加了成本和復雜性。
