Старіння гуми
По-перше, що таке старіння гуми? Як це проявляється на поверхні?
Гума та вироби з неї в процесі обробки, зберігання та використання, через сукупний вплив внутрішніх та зовнішніх факторів, що спричиняє поступове погіршення фізичних, хімічних та механічних властивостей гуми, втрачають свою споживчу цінність, що називається старінням гуми. На поверхні вона тріскається, липне, твердне, розм'якшується, кришиться, знебарвлюється та покривається цвіллю.
По-друге, які фактори впливають на старіння гуми?
Фактори, що викликають старіння гуми:
(a) Кисень, ланцюгова реакція вільних груп кисню в каучуку з молекулами каучуку, розрив молекулярного ланцюга або надмірне зшивання, що призводить до змін властивостей каучуку. Окислення є однією з важливих причин старіння каучуку.
(b) Озон, його хімічна активність набагато вища, ніж у кисню, більш руйнівна, він також може розривати молекулярний ланцюг, але вплив озону на гуму залежить від деформації гуми чи ні. При використанні гуми для деформації (головним чином ненасиченої гуми) утворюються тріщини, перпендикулярні до напрямку дії напруги, тобто так зване "розтріскування озону"; при дії на деформовану гуму утворюється лише поверхнева оксидна плівка без розтріскування.
(c) Нагрівання: Підвищення температури може спричинити термічне розтріскування або термічне зшивання гуми. Але основною функцією нагрівання є активація. Збільшення швидкості дифузії кисню та активації реакції окислення, тим самим прискорюючи швидкість реакції окислення гуми, що є універсальним явищем старіння - гарячим кисневим старінням.
(d) Світло: Чим коротша світлова хвиля, тим більше енергії. Руйнівний вплив на гуму має високоенергетичне ультрафіолетове світло. Окрім безпосереднього розриву та зшивання молекулярних ланцюгів гуми, ультрафіолетові промені можуть утворювати вільні групи внаслідок поглинання світлової енергії, запускаючи та прискорюючи процес ланцюгової реакції окислення. Ультрафіолетове світло діє як нагрівальний агент. Ще однією характеристикою дії світла (що відрізняється від дії тепла) є те, що воно в основному утворюється на поверхні гуми. Зразок з високим вмістом гуми матиме сітчасту тріщину з обох боків, тобто так звану «оптичну зовнішню тріщину».
(e) механічне напруження: під дією багаторазового механічного напруження молекулярний ланцюг каучуку розривається з утворенням вільної групи, що запускає ланцюгову реакцію окислення та формує механохімічний процес. Механічне розривання молекулярних ланцюгів та процеси механічної активації та окислення переважатимуть, залежать від умов, у яких вони знаходяться. Крім того, під дією напруження легко спричинити розтріскування озону.
(f) Волога: Роль вологи має два аспекти: коли гума потрапляє під дощ у вологе повітря або замочується у воді, вона легко руйнується, оскільки водорозчинні речовини та групи води в гумі розчиняються внаслідок екстракції водою. Це відбувається внаслідок гідролізу або абсорбції. Особливо під час чергування занурення у воду та атмосферного впливу руйнування гуми прискорюється. Однак у деяких випадках волога не пошкоджує гуму, а навіть уповільнює її старіння.
(g) Інше: Факторами дії на гуму є хімічні середовища, змінні іони металів, високоенергетичне випромінювання, електрика та біологія.
По-третє, на які категорії можна розділити методи випробування старіння гуми?
Його можна розділити на дві основні категорії:
(a) Метод випробування на природне старіння. Він також поділяється на випробування на атмосферне старіння, випробування на прискорене атмосферне старіння, випробування на старіння в природних середовищах (включаючи похований ґрунт тощо) та випробування на біологічне старіння.
(b) Метод випробування на штучне прискорене старіння. Для термічного старіння, озонового старіння, світлового старіння, штучного кліматичного старіння, фотоозонового старіння, біологічного старіння, старіння під дією високоенергетичного випромінювання та електричного старіння, а також старіння в хімічних середовищах.
По-четверте, який рівень температури слід обрати для випробування на старіння гарячим повітрям для різних гумових матеріалів?
Для натурального каучуку температура випробування зазвичай становить 50~100 °C, Синтетичний каучук Зазвичай температура випробувань становить 50~150°C, а деякі спеціальні види гуми мають вищу температуру. Наприклад, нітрильний каучук має 70~150°C, силіконовий каучук зазвичай використовується при 200~300°C. Коротше кажучи, це слід визначати відповідно до випробувань.