1. Що таке старіння гуми? Що це проявляється на поверхні?
У процесі переробки, зберігання та використання гуми та виробів з неї, через комплексну дію внутрішніх та зовнішніх факторів, фізичні, хімічні та механічні властивості гуми поступово погіршуються, і зрештою втрачають свою споживчу цінність. Ця зміна називається старінням гуми. На поверхні це проявляється у вигляді тріщин, липкості, затвердіння, розм'якшення, крейдяння, зміни кольору та появи цвілі.
2. Які фактори впливають на старіння гуми?
Фактори, що викликають старіння гуми:
(a) Кисень та кисень у каучуку вступають у ланцюгову реакцію вільної радикальної реакції з молекулами каучуку, в результаті чого молекулярний ланцюг розривається або надмірно зшивається, що призводить до змін властивостей каучуку. Окислення є однією з важливих причин старіння каучуку.
(b) Хімічна активність озону та озону значно вища, ніж у кисню, і вона більш руйнівна. Він також розриває молекулярний ланцюг, але вплив озону на гуму залежить від того, деформована гума чи ні. При використанні на деформованій гумі (переважно ненасиченій гумі) з'являються тріщини, перпендикулярні напрямку дії напруження, тобто так звана «озонова тріщина»; при використанні на деформованій гумі на поверхні утворюється лише оксидна плівка без розтріскування.
(c) Нагрівання: Підвищення температури може спричинити термічне розтріскування або термічне зшивання гуми. Але основним ефектом нагрівання є активація. Покращується швидкість дифузії кисню та активується реакція окислення, тим самим прискорюючи швидкість реакції окислення гуми, що є поширеним явищем старіння – термічне кисневе старіння.
(d) Світло: Чим коротша світлова хвиля, тим більша її енергія. Ультрафіолетові промені з вищою енергією пошкоджують гуму. Окрім безпосереднього розриву та зшивання молекулярного ланцюга гуми, ультрафіолетові промені генерують вільні радикали внаслідок поглинання світлової енергії, що ініціює та прискорює процес ланцюгової реакції окислення. Ультрафіолетове світло діє як нагрівач. Ще однією характеристикою дії світла (що відрізняється від дії тепла) є те, що вона переважно відбувається на поверхні гуми. У зразках з високим вмістом клею з обох боків будуть сітчасті тріщини, тобто так звані «оптичні тріщини зовнішнього шару».
(e) Механічне напруження: Під дією багаторазового механічного напруження молекулярний ланцюг каучуку розривається, утворюючи вільні радикали, що запускає ланцюгову реакцію окислення та формує механохімічний процес. Механічне розщеплення молекулярних ланцюгів та механічна активація процесів окислення. Переважаючий з них залежить від умов, у яких він знаходиться. Крім того, під дією напруження легко спричинити розтріскування озону.
(f) Волога: Вплив вологи має два аспекти: гума легко пошкоджується під впливом дощу, вологого повітря або занурення у воду. Це пояснюється тим, що водорозчинні речовини та групи чистої води в гумі екстрагуються та розчиняються водою. Це відбувається внаслідок гідролізу або абсорбції. Особливо під час чергування занурення у воду та атмосферного впливу руйнування гуми прискорюється. Але в деяких випадках волога не пошкоджує гуму, а навіть уповільнює її старіння.
(g) Інші: На гуму впливають хімічні середовища, іони металів зі змінною валентністю, високоенергетичне випромінювання, електрика та біологія тощо.
3. Які існують методи випробування старіння гуми?
Можна розділити на дві категорії:
(a) Метод випробування на природне старіння. Він також поділяється на випробування на атмосферне старіння, випробування на прискорене атмосферне старіння, випробування на старіння в природному середовищі (включаючи закопаний ґрунт тощо) та випробування на біологічне старіння.
(b) Метод випробування на штучне прискорене старіння. Для термічного старіння, озонового старіння, фотостаріння, штучного кліматичного старіння, фотоозонового старіння, біологічного старіння, старіння внаслідок впливу високоенергетичного випромінювання та електричного старіння, а також старіння внаслідок впливу хімічних середовищ.
4. Який температурний клас слід обрати для випробування на старіння гарячим повітрям для різних гумових сумішей?
Для натурального каучуку температура випробування зазвичай становить 50~100℃, для синтетичного каучуку – 50~150℃, а для деяких спеціальних каучуків температура випробування вища. Наприклад, нітрильний каучук використовується при 70~150℃, а фторсиліконовий каучук – при 200~300℃. Коротше кажучи, її слід визначати відповідно до випробування.
Час публікації: 14 лютого 2022 р.
