Gummialterung

Zunächst: Was ist Gummialterung? Wie äußert sie sich auf der Oberfläche?

Bei der Verarbeitung, Lagerung und Verwendung von Gummi und seinen Produkten kommt es aufgrund der kombinierten Wirkung interner und externer Faktoren zu einer allmählichen Verschlechterung der physikalischen, chemischen und mechanischen Eigenschaften von Gummi, wodurch dieser schließlich seinen Gebrauchswert verliert. Diese Veränderung wird als Alterung des Gummis bezeichnet. An der Oberfläche ist es rissig, klebrig, verhärtet, aufgeweicht, pulverisiert, verfärbt sich und bildet Schimmel.

Zweitens: Welche Faktoren beeinflussen die Alterung von Gummi?

Faktoren, die zur Alterung von Gummi führen, sind:
(a) Sauerstoff, Sauerstoff im Gummi mit Gummimolekülen, freie Gruppenkettenreaktion, Molekülkettenbruch oder übermäßige Vernetzung, was zu Veränderungen der Gummieigenschaften führt. Oxidation ist einer der wichtigsten Gründe für die Alterung von Gummi.
(b) Ozon. Die chemische Aktivität von Ozon ist viel höher als die von Sauerstoff und zerstörerischer. Es bricht auch die Molekülkette auf. Die Wirkung von Ozon auf Gummi variiert jedoch je nachdem, ob sich der Gummi verformt oder nicht. Bei der Verwendung als Gummi zur Verformung (hauptsächlich ungesättigter Gummi) treten Risse senkrecht zur Richtung der Spannungswirkung auf, d. h. die sogenannte „Ozonrissbildung“. Bei der Einwirkung auf den verformten Gummi bildet sich nur auf der Oberfläche ein Oxidfilm, ohne dass Risse entstehen.
(c) Hitze: Eine Erhöhung der Temperatur kann zu thermischer Rissbildung oder thermischer Vernetzung des Gummis führen. Die grundlegende Funktion von Hitze ist jedoch die Aktivierung. Durch die Erhöhung der Sauerstoffdiffusionsrate und der Aktivierungsoxidationsreaktion wird die Oxidationsreaktion des Gummis beschleunigt, ein universelles Alterungsphänomen – die Alterung durch heißen Sauerstoff.
(d) Licht: Je kürzer die Lichtwelle, desto energiereicher. Hochenergetische ultraviolette Strahlung wirkt sich schädlich auf Gummi aus. Ultraviolette Strahlung verursacht nicht nur direkt den Bruch und die Vernetzung der Gummimolekülketten, sondern kann durch die Absorption von Lichtenergie auch freie Gruppen bilden, die die oxidative Kettenreaktion auslösen und beschleunigen. Ultraviolettes Licht wirkt wie ein Heizmittel. Ein weiteres Merkmal der Lichteinwirkung (im Gegensatz zur Wärmeeinwirkung) ist, dass sie hauptsächlich auf der Gummioberfläche entsteht. Proben mit hohem Gummianteil weisen auf beiden Seiten einen Netzwerkriss auf, den sogenannten „optischen Außenriss“.
(e) Mechanische Belastung: Bei wiederholter mechanischer Belastung wird die Molekülkette des Kautschuks aufgebrochen und es bilden sich freie Gruppen, die eine Oxidationskettenreaktion auslösen und einen mechanochemischen Prozess bilden. Mechanischer Bruch der Molekülketten und mechanische Aktivierungs- und Oxidationsprozesse. Welcher Prozess sich durchsetzt, hängt von den jeweiligen Bedingungen ab. Darüber hinaus kann es unter Belastung leicht zu Ozonrissen kommen.
(f) Feuchtigkeit: Feuchtigkeit hat zwei Auswirkungen: Wenn Gummi nasser Luft ausgesetzt ist oder in Wasser eingeweicht wird, kann es leicht zerstört werden, da die wasserlöslichen Substanzen und Wassergruppen im Gummi durch Wasserentzug gelöst werden. Dies geschieht durch Hydrolyse oder Absorption. Insbesondere der abwechselnde Kontakt mit Wasser und Witterungseinflüssen beschleunigt die Zerstörung des Gummis. In manchen Fällen schadet Feuchtigkeit dem Gummi jedoch nicht und verzögert sogar die Alterung.
(g) Sonstiges: Die Einwirkungsfaktoren auf Gummi sind chemische Medien, variable Metallionen, energiereiche Strahlung, Elektrizität und Biologie.

Drittens: In welche Kategorien können die Testmethoden zur Alterung von Gummi eingeteilt werden?

Es lässt sich in zwei Hauptkategorien unterteilen:
(a) Testmethode für natürliches Altern. Es wird auch in atmosphärische Alterungstests, atmosphärische beschleunigte Alterungstests, natürliche Lagerungsalterungstests, natürliche Medien (einschließlich vergrabener Erde usw.) und biologische Alterungstests unterteilt.
(b) Prüfverfahren für künstliche beschleunigte Alterung. Für thermische Alterung, Ozonalterung, Lichtalterung, Alterung durch künstliches Klima, Photoozonalterung, biologische Alterung, Alterung durch energiereiche Strahlung und elektrische Alterung sowie Alterung durch chemische Medien.
Viertens: Welches Temperaturniveau sollte für den Heißluftalterungstest für verschiedene Gummimaterialien gewählt werden?
Bei Naturkautschuk beträgt die Prüftemperatur üblicherweise 50 bis 100 °C. Synthetischer Kautschuk Die Testtemperatur für bestimmte Gummisorten beträgt normalerweise 50 bis 150 °C, und einige spezielle Gummitesttemperaturen sind höher. Beispielsweise beträgt die Temperatur für Nitrilkautschuk 70 bis 150 °C, für Silikonkautschuk werden im Allgemeinen 200 bis 300 °C verwendet. Kurz gesagt, dies sollte anhand des Tests bestimmt werden.