1. Čo je starnutie gumy? Čo sa to prejavuje na povrchu?
V procese spracovania, skladovania a používania gumy a jej výrobkov sa v dôsledku komplexného pôsobenia vnútorných a vonkajších faktorov fyzikálne, chemické a mechanické vlastnosti gumy postupne zhoršujú a nakoniec strácajú svoju úžitkovú hodnotu. Táto zmena sa nazýva starnutie gumy. Na povrchu sa prejavuje ako praskliny, lepivosť, tvrdnutie, mäknutie, kriedovanie, zmena farby a rast plesní.
2. Aké faktory ovplyvňujú starnutie gumy?
Faktory, ktoré spôsobujú starnutie gumy, sú:
(a) Kyslík a kyslík v kaučuku podliehajú reťazovej reakcii voľných radikálov s molekulami kaučuku a molekulárny reťazec sa preruší alebo nadmerne zosieťuje, čo vedie k zmenám vlastností kaučuku. Oxidácia je jedným z dôležitých dôvodov starnutia kaučuku.
(b) Chemická aktivita ozónu a ozónu je oveľa vyššia ako aktivita kyslíka a je deštruktívnejšia. Taktiež narúša molekulárny reťazec, ale účinok ozónu na gumu sa líši v závislosti od toho, či je guma deformovaná alebo nie. Pri použití na deformovanú gumu (hlavne nenasýtenú gumu) sa objavujú trhliny kolmé na smer pôsobenia napätia, teda tzv. „ozónová trhlina“; pri použití na deformovanú gumu sa na povrchu vytvorí iba oxidový film bez praskania.
(c) Teplo: Zvýšenie teploty môže spôsobiť tepelné praskanie alebo tepelné zosieťovanie gumy. Základným účinkom tepla je však aktivácia. Zlepšuje rýchlosť difúzie kyslíka a aktivuje oxidačnú reakciu, čím sa urýchľuje rýchlosť oxidačnej reakcie gumy, čo je bežný jav starnutia – tepelné starnutie kyslíkom.
(d) Svetlo: Čím kratšia je svetelná vlna, tým väčšia je energia. Poškodenie gumy spôsobujú ultrafialové lúče s vyššou energiou. Okrem priameho spôsobenia pretrhnutia a zosieťovania molekulárneho reťazca gumy, ultrafialové lúče vytvárajú voľné radikály v dôsledku absorpcie svetelnej energie, čo iniciuje a urýchľuje proces oxidačnej reťazovej reakcie. Ultrafialové svetlo pôsobí ako teplo. Ďalšou charakteristikou pôsobenia svetla (odlišnou od pôsobenia tepla) je, že sa vyskytuje hlavne na povrchu gumy. Pri vzorkách s vysokým obsahom lepidla sa na oboch stranách vyskytnú sieťové trhliny, teda takzvané „praskliny optickej vonkajšej vrstvy“.
(e) Mechanické namáhanie: Pri opakovanom pôsobení mechanického namáhania sa molekulárny reťazec gumy rozruší a vzniknú voľné radikály, ktoré spustia oxidačnú reťazovú reakciu a vytvoria mechanochemický proces. Mechanické štiepenie molekulárnych reťazcov a mechanická aktivácia oxidačných procesov. Ktorý z nich má navrch, závisí od podmienok, v ktorých sa nachádza. Okrem toho je ľahké spôsobiť praskanie ozónu pôsobením namáhania.
(f) Vlhkosť: Vplyv vlhkosti má dva aspekty: guma sa ľahko poškodí, keď je vystavená dažďu vo vlhkom vzduchu alebo ponorená do vody. Je to preto, že látky rozpustné vo vode a skupiny čírej vody v gume sa extrahujú a rozpúšťajú vodou. To je spôsobené hydrolýzou alebo absorpciou. Najmä pri striedavom pôsobení ponorenia do vody a vystavenia atmosfére sa deštrukcia gumy urýchli. V niektorých prípadoch však vlhkosť gumu nepoškodí a dokonca má za následok oneskorenie starnutia.
(g) Iné: Na gumu majú vplyv chemické médiá, kovové ióny s premenlivou valenciou, vysokoenergetické žiarenie, elektrina a biológia atď.
3. Aké sú typy metód testovania starnutia gumy?
Možno rozdeliť do dvoch kategórií:
(a) Metóda testu prirodzeného starnutia. Ďalej sa delí na test atmosférického starnutia, test zrýchleného starnutia v atmosfére, test prirodzeného skladovacieho starnutia, test starnutia v prírodnom prostredí (vrátane zakopanej zeme atď.) a test biologického starnutia.
(b) Metóda testovania umelého zrýchleného starnutia. Pre tepelné starnutie, starnutie ozónom, fotostarnutie, umelé klimatické starnutie, fotoozónové starnutie, biologické starnutie, starnutie vysokoenergetickým žiarením a elektrickým starnutím a starnutie chemickým médiom.
4. Aký teplotný stupeň by sa mal zvoliť pre skúšku starnutia horúcim vzduchom pre rôzne gumové zmesi?
Pre prírodný kaučuk je testovacia teplota zvyčajne 50 až 100 ℃, pre syntetický kaučuk 50 až 150 ℃ a pre niektoré špeciálne kaučuky je testovacia teplota vyššia. Napríklad nitrilový kaučuk sa používa pri 70 až 150 ℃ a silikónový fluórový kaučuk sa zvyčajne používa pri 200 až 300 ℃. Stručne povedané, malo by sa to určiť podľa testu.
Čas uverejnenia: 14. februára 2022
