1. Co je stárnutí gumy? Co se projevuje na povrchu?
V procesu zpracování, skladování a používání pryže a jejích výrobků se v důsledku komplexního působení vnitřních a vnějších faktorů fyzikální, chemické a mechanické vlastnosti pryže postupně zhoršují a nakonec ztrácejí svou užitnou hodnotu. Tato změna se nazývá stárnutí pryže. Na povrchu se projevuje prasklinami, lepivostí, tvrdnutím, měknutím, křídováním, změnou barvy a růstem plísní.
2. Jaké faktory ovlivňují stárnutí pryže?
Faktory, které způsobují stárnutí gumy, jsou:
(a) Kyslík a kyslík v kaučuku podléhají řetězové reakci volných radikálů s molekulami kaučuku a molekulární řetězec se přeruší nebo nadměrně zesítí, což vede ke změnám vlastností kaučuku. Oxidace je jedním z důležitých důvodů stárnutí kaučuku.
(b) Chemická aktivita ozonu a ozonu je mnohem vyšší než aktivita kyslíku a je destruktivnější. Také narušuje molekulární řetězec, ale účinek ozonu na pryž se liší v závislosti na tom, zda je pryž deformovaná či nikoli. Při použití na deformovanou pryž (zejména nenasycenou pryž) se objevují trhliny kolmé ke směru působení napětí, tj. tzv. „ozonová trhlina“; při použití na deformovanou pryž se na povrchu vytvoří pouze oxidový film bez praskání.
(c) Teplo: Zvýšení teploty může způsobit tepelné praskání nebo tepelné zesítění pryže. Základním účinkem tepla je však aktivace. Zlepšuje rychlost difúze kyslíku a aktivuje oxidační reakci, čímž urychluje rychlost oxidační reakce pryže, což je běžný jev stárnutí – tepelné stárnutí kyslíkem.
(d) Světlo: Čím kratší je světelná vlna, tím větší je energie. Poškození pryže spočívá v ultrafialovém záření s vyšší energií. Kromě přímého narušení a zesíťování molekulárního řetězce pryže, ultrafialové záření vytváří absorpcí světelné energie volné radikály, které iniciují a urychlují proces oxidačního řetězce. Ultrafialové světlo působí jako teplo. Další charakteristikou působení světla (odlišnou od působení tepla) je, že se vyskytuje hlavně na povrchu pryže. U vzorků s vysokým obsahem lepidla se na obou stranách objeví síťové trhliny, tzv. „praskliny optické vnější vrstvy“.
(e) Mechanické namáhání: Při opakovaném působení mechanického namáhání se molekulární řetězec kaučuku rozruší a vznikají volné radikály, které spustí oxidační řetězovou reakci a vytvoří mechanochemický proces. Mechanické štěpení molekulárních řetězců a mechanická aktivace oxidačních procesů. Který z nich má navrch, závisí na podmínkách, ve kterých je umístěn. Kromě toho je snadné způsobit praskání ozonu působením namáhání.
(f) Vlhkost: Vliv vlhkosti má dva aspekty: pryž se snadno poškodí, když je vystavena dešti ve vlhkém vzduchu nebo ponořena do vody. Je to proto, že látky rozpustné ve vodě a skupiny čiré vody v pryži jsou extrahovány a rozpuštěny vodou. To je způsobeno hydrolýzou nebo absorpcí. Zejména při střídavém působení ponoření do vody a vystavení atmosféře se destrukce pryže urychluje. V některých případech však vlhkost pryž nepoškozuje a dokonce má za následek zpomalení stárnutí.
(g) Ostatní: Na kaučuk působí chemická média, kovové ionty s proměnnou valencí, vysokoenergetické záření, elektřina a biologie atd.
3. Jaké jsou typy metod testování stárnutí pryže?
Lze rozdělit do dvou kategorií:
(a) Metoda zkoušky přirozeným stárnutím. Dále se dělí na zkoušku atmosférického stárnutí, zkoušku urychleného atmosférického stárnutí, zkoušku stárnutí v přirozeném prostředí (včetně zakopaného terénu atd.) a zkoušku biologického stárnutí.
(b) Zkušební metoda umělého urychleného stárnutí. Pro tepelné stárnutí, stárnutí ozonem, stárnutí vlivem světla, umělé klimatické stárnutí, stárnutí vlivem světla a ozonu, biologické stárnutí, stárnutí vlivem vysokoenergetického záření a elektrického stárnutí a stárnutí vlivem chemických médií.
4. Jaký teplotní stupeň by měl být zvolen pro zkoušku stárnutí horkým vzduchem pro různé pryžové směsi?
U přírodního kaučuku je zkušební teplota obvykle 50~100 ℃, u syntetického kaučuku 50~150 ℃ a u některých speciálních kaučuků je zkušební teplota vyšší. Například nitrilový kaučuk se používá při 70~150 ℃ a silikonový fluorový kaučuk se obvykle používá při 200~300 ℃. Stručně řečeno, měla by být stanovena podle zkoušky.
Čas zveřejnění: 14. února 2022
