1. Τι είναι η γήρανση του καουτσούκ; Τι φαίνεται στην επιφάνεια;
Κατά τη διαδικασία επεξεργασίας, αποθήκευσης και χρήσης του καουτσούκ και των προϊόντων του, λόγω της συνολικής δράσης εσωτερικών και εξωτερικών παραγόντων, οι φυσικές και χημικές ιδιότητες και οι μηχανικές ιδιότητες του καουτσούκ σταδιακά επιδεινώνονται και τελικά χάνουν την χρηστική τους αξία. Αυτή η αλλαγή ονομάζεται γήρανση του καουτσούκ. Στην επιφάνεια, εκδηλώνεται με ρωγμές, κολλώδη υφή, σκλήρυνση, μαλάκωμα, κιμωλίαση, αποχρωματισμό και ανάπτυξη μούχλας.
2. Ποιοι είναι οι παράγοντες που επηρεάζουν τη γήρανση του καουτσούκ;
Οι παράγοντες που προκαλούν γήρανση του ελαστικού είναι:
(α) Το οξυγόνο και το οξυγόνο στο καουτσούκ υφίστανται αλυσιδωτή αντίδραση ελεύθερων ριζών με μόρια καουτσούκ και η μοριακή αλυσίδα διασπάται ή παρουσιάζει υπερβολική διασύνδεση, με αποτέλεσμα αλλαγές στις ιδιότητες του καουτσούκ. Η οξείδωση είναι ένας από τους σημαντικούς λόγους για τη γήρανση του καουτσούκ.
(β) Η χημική δραστικότητα του όζοντος και του όζοντος είναι πολύ υψηλότερη από αυτή του οξυγόνου και είναι πιο καταστροφική. Διασπά επίσης τη μοριακή αλυσίδα, αλλά η επίδραση του όζοντος στο καουτσούκ ποικίλλει ανάλογα με το αν το καουτσούκ είναι παραμορφωμένο ή όχι. Όταν χρησιμοποιείται σε παραμορφωμένο καουτσούκ (κυρίως ακόρεστο καουτσούκ), εμφανίζονται ρωγμές κάθετες προς την κατεύθυνση της δράσης της τάσης, δηλαδή η λεγόμενη «ρωγμή του όζοντος». όταν χρησιμοποιείται σε παραμορφωμένο καουτσούκ, σχηματίζεται μόνο μια μεμβράνη οξειδίου στην επιφάνεια χωρίς ρωγμές.
(γ) Θερμότητα: Η αύξηση της θερμοκρασίας μπορεί να προκαλέσει θερμική ρωγμάτωση ή θερμική διασύνδεση του καουτσούκ. Αλλά το βασικό αποτέλεσμα της θερμότητας είναι η ενεργοποίηση. Βελτιώνει τον ρυθμό διάχυσης οξυγόνου και ενεργοποιεί την αντίδραση οξείδωσης, επιταχύνοντας έτσι τον ρυθμό αντίδρασης οξείδωσης του καουτσούκ, το οποίο είναι ένα κοινό φαινόμενο γήρανσης - θερμική γήρανση με οξυγόνο.
(δ) Φως: Όσο μικρότερο είναι το φωτεινό κύμα, τόσο μεγαλύτερη είναι η ενέργεια. Η ζημιά στο καουτσούκ προκαλείται από τις υπεριώδεις ακτίνες με υψηλότερη ενέργεια. Εκτός από την άμεση πρόκληση ρήξης και διασύνδεσης της μοριακής αλυσίδας του καουτσούκ, οι υπεριώδεις ακτίνες παράγουν ελεύθερες ρίζες λόγω της απορρόφησης της φωτεινής ενέργειας, η οποία ξεκινά και επιταχύνει τη διαδικασία αλυσιδωτής αντίδρασης οξείδωσης. Το υπεριώδες φως λειτουργεί ως θέρμανση. Ένα άλλο χαρακτηριστικό της φωτεινής δράσης (διαφορετικό από τη θερμική δράση) είναι ότι εμφανίζεται κυρίως στην επιφάνεια του καουτσούκ. Για δείγματα με υψηλή περιεκτικότητα σε κόλλα, θα υπάρχουν ρωγμές δικτύου και στις δύο πλευρές, δηλαδή οι λεγόμενες «οπτικές ρωγμές εξωτερικού στρώματος».
(ε) Μηχανική καταπόνηση: Υπό την επαναλαμβανόμενη δράση της μηχανικής καταπόνησης, η μοριακή αλυσίδα του καουτσούκ θα διασπαστεί και θα παράγει ελεύθερες ρίζες, οι οποίες θα πυροδοτήσουν μια αλυσιδωτή αντίδραση οξείδωσης και θα σχηματίσουν μια μηχανοχημική διαδικασία. Μηχανική διάσπαση των μοριακών αλυσίδων και μηχανική ενεργοποίηση των διεργασιών οξείδωσης. Ποια από τις δύο έχει το πάνω χέρι εξαρτάται από τις συνθήκες υπό τις οποίες τοποθετείται. Επιπλέον, είναι εύκολο να προκληθεί ρωγμάτωση του όζοντος υπό την επίδραση της καταπόνησης.
(στ) Υγρασία: Η επίδραση της υγρασίας έχει δύο πτυχές: το καουτσούκ καταστρέφεται εύκολα όταν εκτίθεται σε βροχή σε υγρό αέρα ή βυθίζεται σε νερό. Αυτό συμβαίνει επειδή οι υδατοδιαλυτές ουσίες και οι ομάδες καθαρού νερού στο καουτσούκ εκχυλίζονται και διαλύονται από το νερό. Αυτό προκαλείται από υδρόλυση ή απορρόφηση. Ειδικά υπό την εναλλασσόμενη δράση της βύθισης στο νερό και της ατμοσφαιρικής έκθεσης, η καταστροφή του καουτσούκ θα επιταχυνθεί. Αλλά σε ορισμένες περιπτώσεις, η υγρασία δεν βλάπτει το καουτσούκ και έχει ακόμη και ως αποτέλεσμα την καθυστέρηση της γήρανσης.
(ζ) Άλλα: Υπάρχουν χημικά μέσα, ιόντα μετάλλων μεταβλητού σθένους, ακτινοβολία υψηλής ενέργειας, ηλεκτρισμός και βιολογία κ.λπ., που επηρεάζουν το καουτσούκ.
3. Ποιοι είναι οι τύποι μεθόδων δοκιμής γήρανσης καουτσούκ;
Μπορεί να χωριστεί σε δύο κατηγορίες:
(α) Μέθοδος δοκιμής φυσικής γήρανσης. Διαιρείται περαιτέρω σε δοκιμή ατμοσφαιρικής γήρανσης, δοκιμή ατμοσφαιρικής επιταχυνόμενης γήρανσης, δοκιμή φυσικής γήρανσης αποθήκευσης, δοκιμή φυσικού μέσου (συμπεριλαμβανομένου του θαμμένου εδάφους κ.λπ.) και δοκιμή βιολογικής γήρανσης.
(β) Μέθοδος δοκιμής τεχνητής επιταχυνόμενης γήρανσης. Για θερμική γήρανση, γήρανση με όζον, φωτογήρανση, τεχνητή γήρανση με κλίμα, γήρανση με φωτοόζον, βιολογική γήρανση, γήρανση με ακτινοβολία υψηλής ενέργειας και ηλεκτρική γήρανση, και γήρανση με χημικά μέσα.
4. Ποια θερμοκρασία πρέπει να επιλεγεί για τη δοκιμή γήρανσης με θερμό αέρα για διάφορες ενώσεις καουτσούκ;
Για το φυσικό καουτσούκ, η θερμοκρασία δοκιμής είναι συνήθως 50~100℃, για το συνθετικό καουτσούκ είναι συνήθως 50~150℃, και η θερμοκρασία δοκιμής για ορισμένα ειδικά καουτσούκ είναι υψηλότερη. Για παράδειγμα, το καουτσούκ νιτριλίου χρησιμοποιείται στους 70~150℃, και το καουτσούκ σιλικόνης-φθορίου χρησιμοποιείται γενικά στους 200~300℃. Εν ολίγοις, θα πρέπει να προσδιορίζεται σύμφωνα με τη δοκιμή.
Ώρα δημοσίευσης: 14 Φεβρουαρίου 2022
