1. Wat is rubberveroudering? Wat is hieraan te zien aan het oppervlak?
Tijdens de verwerking, opslag en het gebruik van rubber en rubberproducten, als gevolg van de gecombineerde werking van interne en externe factoren, verslechteren de fysische, chemische en mechanische eigenschappen van rubber geleidelijk, waardoor het uiteindelijk zijn gebruikswaarde verliest. Deze verandering wordt rubberveroudering genoemd. Aan de oppervlakte uit zich dit in scheuren, kleverigheid, verharding, verzachting, krijtvorming, verkleuring en schimmelvorming.
2. Welke factoren beïnvloeden de veroudering van rubber?
De factoren die leiden tot veroudering van rubber zijn:
(a) Zuurstof en zuurstof in het rubber ondergaan een vrije-radicaalketenreactie met rubbermoleculen, waardoor de moleculaire keten wordt verbroken of overmatig verknoopt, met als gevolg veranderingen in de eigenschappen van het rubber. Oxidatie is een van de belangrijkste oorzaken van rubberveroudering.
(b) De chemische activiteit van ozon en ozon is veel hoger dan die van zuurstof, en het is destructiever. Het breekt ook de moleculaire keten, maar het effect van ozon op rubber varieert afhankelijk van of het rubber vervormd is of niet. Bij gebruik op vervormd rubber (vooral onverzadigd rubber) ontstaan scheuren loodrecht op de richting van de spanning, de zogenaamde "ozonscheuren"; bij gebruik op vervormd rubber wordt alleen een oxidefilm op het oppervlak gevormd zonder scheuren.
(c) Warmte: Het verhogen van de temperatuur kan thermische scheurvorming of thermische verknoping van het rubber veroorzaken. Het belangrijkste effect van warmte is echter activering. Het verbetert de zuurstofdiffusiesnelheid en activeert de oxidatiereactie, waardoor de oxidatiesnelheid van het rubber wordt versneld. Dit is een veelvoorkomend verouderingsverschijnsel: thermische zuurstofveroudering.
(d) Licht: Hoe korter de lichtgolf, hoe groter de energie. De schade aan het rubber wordt veroorzaakt door ultraviolette straling met een hogere energie. Naast het direct veroorzaken van breuken en verknoping van de moleculaire keten van het rubber, genereren ultraviolette straling vrije radicalen door de absorptie van lichtenergie. Deze vrije radicalen initiëren en versnellen het oxidatieketenreactieproces. Ultraviolet licht werkt als warmte. Een ander kenmerk van de werking van licht (in tegenstelling tot de werking van warmte) is dat deze voornamelijk aan het oppervlak van het rubber plaatsvindt. Bij monsters met een hoog lijmgehalte zullen er aan beide zijden netwerkscheuren ontstaan, de zogenaamde "optische buitenlaagscheuren".
(e) Mechanische spanning: Onder herhaalde mechanische spanning breekt de moleculaire keten van het rubber, waardoor vrije radicalen ontstaan. Deze radicalen zetten een oxidatieketenreactie in gang en vormen een mechanochemisch proces. Mechanische splitsing van moleculaire ketens en mechanische activering van oxidatieprocessen. Welke van beide de overhand heeft, hangt af van de omstandigheden. Bovendien kan onder invloed van spanning gemakkelijk ozonbarsten optreden.
(f) Vocht: Het effect van vocht heeft twee aspecten: rubber raakt gemakkelijk beschadigd wanneer het wordt blootgesteld aan regen in vochtige lucht of ondergedompeld in water. Dit komt doordat de wateroplosbare stoffen en heldere watergroepen in het rubber door water worden onttrokken en opgelost. Dit wordt veroorzaakt door hydrolyse of absorptie. Vooral onder de afwisselende invloed van onderdompeling in water en blootstelling aan de atmosfeer zal de aantasting van het rubber worden versneld. In sommige gevallen beschadigt vocht het rubber echter niet en heeft het zelfs een vertragend effect op de veroudering.
(g) Overige: Er zijn chemische media, metaalionen met variabele valentie, hoogenergetische straling, elektriciteit en biologische factoren, enz., die rubber beïnvloeden.
3. Welke soorten verouderingstests voor rubber bestaan er?
Kan worden onderverdeeld in twee categorieën:
(a) Natuurlijke verouderingstestmethode. Deze wordt verder onderverdeeld in atmosferische verouderingstest, versnelde atmosferische verouderingstest, natuurlijke opslagverouderingstest, veroudering in een natuurlijk medium (waaronder begraven grond, enz.) en biologische verouderingstest.
(b) Kunstmatige versnelde verouderingstestmethode. Voor thermische veroudering, ozonveroudering, fotoveroudering, kunstmatige klimaatveroudering, foto-ozonveroudering, biologische veroudering, veroudering door hoogenergetische straling en elektrische veroudering, en veroudering door chemische media.
4. Welke temperatuurklasse moet worden gekozen voor de heteluchtverouderingstest voor verschillende rubbermengsels?
Voor natuurrubber ligt de testtemperatuur doorgaans tussen de 50 en 100 °C, voor synthetisch rubber tussen de 50 en 150 °C, en voor sommige speciale rubbersoorten is de testtemperatuur hoger. Zo wordt nitrilrubber bijvoorbeeld getest bij 70 tot 150 °C en siliconenfluorrubber doorgaans bij 200 tot 300 °C. Kortom, de optimale temperatuur moet worden bepaald aan de hand van de testresultaten.
Geplaatst op: 14 februari 2022
