Zināšanas par gumijas novecošanos

1. Kas ir gumijas novecošanās? Ko tā parāda uz virsmas?
Gumijas un tās izstrādājumu apstrādes, uzglabāšanas un lietošanas procesā iekšējo un ārējo faktoru visaptverošas iedarbības dēļ gumijas fizikālās un ķīmiskās īpašības, kā arī mehāniskās īpašības pakāpeniski pasliktinās un visbeidzot zaudē savu lietošanas vērtību. Šīs izmaiņas sauc par gumijas novecošanos. Uz virsmas tas izpaužas kā plaisas, lipīgums, sacietēšana, mīkstināšana, krītošanās, krāsas maiņa un pelējuma augšana.
2. Kādi faktori ietekmē gumijas novecošanos?
Gumijas novecošanos ietekmējošie faktori ir šādi:
(a) Skābeklis un skābeklis gumijā brīvo radikāļu ķēdes reakcijā ar gumijas molekulām, un molekulārā ķēde tiek pārrauta vai pārmērīgi šķērssaistīta, kā rezultātā mainās gumijas īpašības. Oksidēšanās ir viens no svarīgākajiem gumijas novecošanās iemesliem.
(b) Ozona un ozona ķīmiskā aktivitāte ir daudz augstāka nekā skābekļa aktivitāte, un tas ir destruktīvāks. Tas arī pārrauj molekulāro ķēdi, bet ozona ietekme uz gumiju mainās atkarībā no tā, vai gumija ir deformēta vai nē. Lietojot to uz deformētas gumijas (galvenokārt nepiesātinātas gumijas), rodas plaisas perpendikulāri sprieguma iedarbības virzienam, tas ir, tā sauktā "ozona plaisa"; lietojot to uz deformētas gumijas, uz virsmas veidojas tikai oksīda plēve bez plaisām.
(c) Karstums: Temperatūras paaugstināšana var izraisīt gumijas termisko plaisāšanu vai termisko šķērssavienojumu veidošanos. Tomēr siltuma pamatefekts ir aktivācija. Tas uzlabo skābekļa difūzijas ātrumu un aktivizē oksidācijas reakciju, tādējādi paātrinot gumijas oksidācijas reakcijas ātrumu, kas ir izplatīta novecošanās parādība – termiskā skābekļa novecošana.
(d) Gaisma: jo īsāks gaismas vilnis, jo lielāka enerģija. Gumijas bojājumus rada augstākas enerģijas ultravioletie stari. Papildus tiešai gumijas molekulārās ķēdes plīsuma un šķērssavienošanās izraisīšanai ultravioletie stari rada brīvos radikāļus gaismas enerģijas absorbcijas dēļ, kas ierosina un paātrina oksidācijas ķēdes reakcijas procesu. Ultravioletais starojums darbojas kā sildītājs. Vēl viena gaismas iedarbības īpašība (atšķirīga no siltuma iedarbības) ir tā, ka tā galvenokārt notiek uz gumijas virsmas. Paraugiem ar augstu līmes saturu abās pusēs būs tīklveida plaisas, t.i., tā sauktās "optiskā ārējā slāņa plaisas".
(e) Mehāniskā spriedze: atkārtotas mehāniskās spriedzes ietekmē gumijas molekulārā ķēde tiks pārrauta, radot brīvos radikāļus, kas izraisīs oksidācijas ķēdes reakciju un veidos mehāniski ķīmisku procesu. Molekulāro ķēžu mehāniska šķelšanās un oksidācijas procesu mehāniska aktivācija. Kura no tām ir pārsvars, ir atkarīgs no apstākļiem, kādos tā tiek novietota. Turklāt spriedzes ietekmē ir viegli izraisīt ozona slāņa plaisāšanu.
(f) Mitrums: Mitruma ietekmei ir divi aspekti: gumija viegli bojājas, ja tā ir pakļauta lietum mitrā gaisā vai iegremdēta ūdenī. Tas notiek tāpēc, ka ūdenī šķīstošās vielas un dzidrās ūdens grupas gumijā tiek ekstrahētas un izšķīdinātas ūdenī hidrolīzes vai absorbcijas rezultātā. Īpaši mainīgas ūdens iegremdēšanas un atmosfēras iedarbības ietekmē gumijas iznīcināšana paātrināsies. Tomēr dažos gadījumos mitrums nebojā gumiju un pat aizkavē tās novecošanos.
(g) Citi: gumiju ietekmē ķīmiskie faktori, mainīgas valences metālu joni, augstas enerģijas starojums, elektrība un bioloģija utt.
3. Kādi ir gumijas novecošanās testa metožu veidi?
Var iedalīt divās kategorijās:
(a) Dabiskās novecošanas testa metode. Tā ir sīkāk iedalīta atmosfēras novecošanas testā, atmosfēras paātrinātas novecošanas testā, dabiskās uzglabāšanas novecošanas testā, dabiskā vidē (tostarp apraktā zemē utt.) un bioloģiskās novecošanas testā.
(b) Mākslīgās paātrinātās novecošanas testa metode. Termiskai novecošanai, ozona novecošanai, fotonovecošanai, mākslīgai klimata novecošanai, fotoozona novecošanai, bioloģiskai novecošanai, novecošanai ar augstu enerģijas starojumu un elektrisko iedarbību, kā arī novecošanai ķīmiskā vidē.
4. Kāda temperatūras klase jāizvēlas dažādu gumijas maisījumu novecošanas testam ar karstu gaisu?
Dabiskajam kaučukam testa temperatūra parasti ir 50–100 ℃, sintētiskajam kaučukam tā parasti ir 50–150 ℃, un dažu īpašu kaučuku testa temperatūra ir augstāka. Piemēram, nitrila kaučukam tā ir 70–150 ℃, bet silikonfluora kaučukam parasti 200–300 ℃. Īsāk sakot, tā jānosaka atbilstoši testam.