1. Ce este îmbătrânirea cauciucului? Ce se vede la suprafață?
În procesul de prelucrare, depozitare și utilizare a cauciucului și a produselor aferente, datorită acțiunii complexe a factorilor interni și externi, proprietățile fizice și chimice, precum și proprietățile mecanice ale cauciucului se deteriorează treptat, ajungând în final să își piardă valoarea de utilizare. Această modificare se numește îmbătrânirea cauciucului. La suprafață, se manifestă prin crăpături, aderență, întărire, înmuiere, decolorare și apariția mucegaiului.
2. Care sunt factorii care afectează îmbătrânirea cauciucului?
Factorii care determină îmbătrânirea cauciucului sunt:
(a) Oxigenul și oxigenul din cauciuc suferă o reacție în lanț a radicalilor liberi cu moleculele de cauciuc, iar lanțul molecular este rupt sau reticulat excesiv, rezultând modificări ale proprietăților cauciucului. Oxidarea este unul dintre motivele importante pentru îmbătrânirea cauciucului.
(b) Activitatea chimică a ozonului și a ozonului este mult mai mare decât cea a oxigenului și este mai distructivă. De asemenea, rupe lanțul molecular, dar efectul ozonului asupra cauciucului variază în funcție de deformarea sau nu a acestuia. Atunci când este utilizat pe cauciuc deformat (în principal cauciuc nesaturat), apar fisuri perpendiculare pe direcția de acțiune a solicitării, adică așa-numita „fisură de ozon”; atunci când este utilizat pe cauciuc deformat, se formează doar o peliculă de oxid la suprafață, fără a crăpa.
(c) Căldură: Creșterea temperaturii poate provoca fisurarea termică sau reticularea termică a cauciucului. Însă efectul de bază al căldurii este activarea. Îmbunătățește rata de difuzie a oxigenului și activează reacția de oxidare, accelerând astfel viteza reacției de oxidare a cauciucului, care este un fenomen comun de îmbătrânire - îmbătrânirea termică cu oxigen.
(d) Lumină: Cu cât unda luminoasă este mai scurtă, cu atât energia este mai mare. Deteriorarea cauciucului o produc razele ultraviolete, cu energie mai mare. Pe lângă faptul că provoacă direct ruperea și reticularea lanțului molecular al cauciucului, razele ultraviolete generează radicali liberi datorită absorbției energiei luminoase, care inițiază și accelerează procesul de reacție în lanț de oxidare. Lumina ultravioletă acționează ca agent de încălzire. O altă caracteristică a acțiunii luminii (diferită de acțiunea căldurii) este că aceasta are loc în principal la suprafața cauciucului. Pentru probele cu conținut ridicat de adeziv, vor exista fisuri în rețea pe ambele părți, adică așa-numitele „fisuri ale stratului optic exterior”.
(e) Stres mecanic: Sub acțiunea repetată a stresului mecanic, lanțul molecular al cauciucului se va rupe pentru a genera radicali liberi, care vor declanșa o reacție în lanț de oxidare și vor forma un proces mecanochimic. Scindarea mecanică a lanțurilor moleculare și activarea mecanică a proceselor de oxidare. Care dintre acestea are avantajul depinde de condițiile în care este expus. În plus, este ușor să provoace fisuri de ozon sub acțiunea stresului.
(f) Umiditate: Efectul umidității are două aspecte: cauciucul se deteriorează ușor atunci când este expus la ploaie în aer umed sau scufundat în apă. Acest lucru se datorează faptului că substanțele solubile în apă și grupările de apă limpede din cauciuc sunt extrase și dizolvate de apă. Acest lucru se datorează hidrolizei sau absorbției. În special sub acțiunea alternativă a imersiei în apă și a expunerii atmosferice, distrugerea cauciucului va fi accelerată. Dar, în unele cazuri, umiditatea nu deteriorează cauciucul și chiar are efectul de întârziere a îmbătrânirii.
(g) Altele: Există medii chimice, ioni metalici cu valență variabilă, radiații de înaltă energie, electricitate și biologie etc., care afectează cauciucul.
3. Care sunt tipurile de metode de testare a îmbătrânirii cauciucului?
Pot fi împărțite în două categorii:
(a) Metoda de testare a îmbătrânirii naturale. Aceasta se împarte în continuare în test de îmbătrânire atmosferică, test de îmbătrânire accelerată atmosferică, test de îmbătrânire prin depozitare naturală, test de mediu natural (inclusiv teren îngropat etc.) și test de îmbătrânire biologică.
(b) Metoda de testare a îmbătrânirii accelerate artificiale. Pentru îmbătrânire termică, îmbătrânire sub influența ozonului, fotoîmbătrânire, îmbătrânire climatică artificială, îmbătrânire foto-ozon, îmbătrânire biologică, îmbătrânire prin radiații de înaltă energie și îmbătrânire electrică și îmbătrânire chimică în medii.
4. Ce grad de temperatură ar trebui selectat pentru testul de îmbătrânire cu aer cald pentru diferiți compuși de cauciuc?
Pentru cauciucul natural, temperatura de testare este de obicei 50~100℃, pentru cauciucul sintetic este de obicei 50~150℃, iar temperatura de testare pentru unele cauciucuri speciale este mai mare. De exemplu, cauciucul nitrilic este utilizat la 70~150℃, iar cauciucul siliconic fluorurat este utilizat în general la 200~300℃. Pe scurt, trebuie determinată în funcție de test.
Data publicării: 14 februarie 2022
