Îmbătrânirea cauciucului

În primul rând, ce este îmbătrânirea cauciucului? Cum apare aceasta la suprafață?

Cauciucul și produsele sale, în timpul procesării, depozitării și utilizării, se deteriorează treptat, din cauza efectului combinat al factorilor interni și externi, proprietățile fizice și chimice ale cauciucului, pierdendu-și în cele din urmă valoarea de utilizare. Această modificare se numește îmbătrânire a cauciucului. La suprafață, acesta se crăpă, se lipește, se întărește, se înmoaie, se pulverizează, se decolorează și mucegăiește.

În al doilea rând, care sunt factorii care afectează îmbătrânirea cauciucului?

Factorii care determină îmbătrânirea cauciucului sunt:
(a) Oxigenul, reacția în lanț a moleculelor de cauciuc cu oxigenul liber, fracturarea lanțului molecular sau reticularea excesivă, provocând modificări ale proprietăților cauciucului. Oxidarea este unul dintre motivele importante ale îmbătrânirii cauciucului.
(b) Ozonul. Activitatea chimică a ozonului este mult mai mare decât cea a oxigenului, este mai distructivă și are și efectul de rupere a lanțului molecular, dar efectul ozonului asupra cauciucului variază în funcție de deformarea sau nedeformarea acestuia. Atunci când este utilizat ca și cauciuc pentru deformare (în principal cauciuc nesaturat), există o fisură perpendiculară pe direcția de acțiune a solicitării, adică așa-numita „fisurare cauzată de ozon”; atunci când acționează asupra cauciucului deformat, se formează doar pelicula de oxid de suprafață, fără fisuri.
(c) Căldură: Creșterea temperaturii poate provoca fisurarea termică sau reticularea termică a cauciucului. Însă funcția de bază a căldurii este activarea. Crește rata de difuzie a oxigenului și reacția de activare-oxidare, accelerând astfel rata reacției de oxidare a cauciucului, care este un fenomen universal de îmbătrânire - îmbătrânirea cu oxigen fierbinte.
(d) Lumină: Cu cât unda luminoasă este mai scurtă, cu atât energia este mai mare. Efectul dăunător asupra cauciucului este lumina ultravioletă de înaltă energie. Pe lângă faptul că provoacă direct ruperea și reticularea lanțurilor moleculare de cauciuc, razele ultraviolete pot produce grupări libere datorită absorbției energiei luminoase, declanșând și accelerând 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 se produce în principal la suprafața cauciucului. Proba cu conținut ridicat de cauciuc va avea o fisură în formă de rețea pe ambele părți, adică așa-numita „fisură optică exterioară”.
(e) stres mecanic: Sub acțiunea repetată a stresului mecanic, lanțul molecular al cauciucului se va rupe pentru a forma un grup liber, ceea ce va declanșa reacția de oxidare în lanț și va forma un proces mecanochimic. Ruperea mecanică a lanțurilor moleculare și activarea mecanică și oxidarea vor avea loc în funcție de condițiile în care se află. În plus, sub acțiunea stresului, este ușor să se producă fisuri sub efectul ozonului.
(f) Umiditate: Rolul umidității are două aspecte: Când cauciucul este expus la ploaie în aer umed sau înmuiat în apă, este ușor de distrus, deoarece substanțele solubile în apă și grupările de apă din cauciuc sunt dizolvate prin extracția apei. Cauza este hidroliză sau absorbție. În special sub acțiunea alternativă a imersiei în apă și a expunerii atmosferice, distrugerea cauciucului va fi accelerată. Cu toate acestea, în unele cazuri, umiditatea nu deteriorează cauciucul și chiar are efectul de întârziere a îmbătrânirii.
(g) Altele: Factorii de acțiune asupra cauciucului sunt mediile chimice, ionii metalici variabili, radiațiile de înaltă energie, electricitatea și biologia.

În al treilea rând, metodele de testare a îmbătrânirii cauciucului pot fi împărțite în ce categorii?

Poate fi împărțit în două categorii principale:
(a) Metoda de testare a îmbătrânirii naturale. Aceasta se împarte, de asemenea, în test de îmbătrânire atmosferică, test de îmbătrânire accelerată atmosferică, test de îmbătrânire prin depozitare naturală, test de medii naturale (inclusiv teren îngropat etc.) și test de îmbătrânire biologică.
(b) Metoda de testare a îmbătrânirii accelerate artificiale. Pentru îmbătrânire termică, îmbătrânire sub efectul ozonului, îmbătrânire sub efectul luminii, îmbătrânire sub efectul climatic artificial, îmbătrânire sub efectul fotoozonului, îmbătrânire biologică, îmbătrânire prin radiații de înaltă energie și îmbătrânire electrică, precum și îmbătrânire chimică în medii.
În al patrulea rând, ce nivel de temperatură ar trebui selectat pentru testul de îmbătrânire cu aer cald pentru diferite materiale din cauciuc?
Pentru cauciucul natural, temperatura de testare este de obicei 50~100 °C, Cauciuc sintetic Temperatura de testare pentru unele cauciucuri speciale este de obicei de 50~150 °C, iar temperaturile de testare pentru unele cauciucuri speciale sunt mai ridicate. De exemplu, cauciucul nitrilic are o temperatură de 70~150 °C, iar cauciucul siliconic este utilizat în general la 200~300 °C. Pe scurt, temperatura trebuie determinată în funcție de test.