Cámara de ensayo de envejecimiento por ozono para evaluar el rendimiento del envejecimiento del caucho.

Cámara de prueba de envejecimiento por ozono Es un instrumento experimental para evaluar el envejecimiento del caucho. Los cambios estructurales del caucho durante el proceso de envejecimiento termooxidativo se pueden dividir en dos categorías: una es la reacción de envejecimiento termooxidativo (agrietamiento) con degradación de la cadena molecular como reacción principal; la otra es el envejecimiento termooxidativo (estructuración) con reticulación de la cadena molecular como reacción principal.
El caucho natural contiene caucho de isopreno, caucho de butilo, caucho EPDM, caucho de epiclorhidrina homopolimerizado y caucho de epiclorhidrina copolimerizado. Tras el envejecimiento termooxidativo, este tipo de caucho presenta una apariencia suave y pegajosa.
El caucho butadieno, al contener butadieno, experimenta principalmente una reacción de reticulación durante el envejecimiento termooxidativo. Entre las variedades de caucho similares se incluyen NBR, SBR, CR, ERDM, FPM y CSM. Tras el envejecimiento termooxidativo, este tipo de caucho presenta un aspecto duro y quebradizo.
Cámara de prueba de envejecimiento por ozono para evaluar el rendimiento del envejecimiento del caucho
1. Los principales factores que afectan al envejecimiento del caucho son:
(1) Oxígeno: El oxígeno reacciona con las moléculas de caucho en una reacción en cadena de radicales libres, lo que provoca la ruptura o el entrecruzamiento excesivo de las cadenas moleculares, resultando en cambios en las propiedades del caucho. La oxidación es una de las causas importantes del envejecimiento del caucho.
(2) Ozono: El ozono es mucho más reactivo químicamente que el oxígeno y más destructivo. También provoca la ruptura de cadenas moleculares, pero su efecto sobre el caucho varía según esté deformado o no. Al actuar sobre caucho deformado (principalmente caucho insaturado), aparecen grietas en la dirección de la tensión, fenómeno conocido como "agrietamiento por ozono"; al actuar sobre caucho deformado, solo se forma una película de óxido en la superficie sin agrietamiento.
(3) Calor: El aumento de la temperatura puede provocar agrietamiento térmico o reticulación térmica del caucho. Sin embargo, la función básica del calor es la activación. El aumento de la velocidad de difusión del oxígeno y la activación de la reacción de oxidación, acelerando así la velocidad de reacción de oxidación del caucho, es un fenómeno común de envejecimiento: el envejecimiento por oxidación térmica.
(4) Estrés mecánico: Bajo la acción repetida del estrés mecánico, la cadena molecular del caucho se rompe, generando iones libres que desencadenan una reacción en cadena de oxidación y un proceso mecanoquímico. La ruptura mecánica de las cadenas moleculares y la activación mecánica de los procesos de oxidación dependen de las condiciones. Además, el agrietamiento por ozono se produce fácilmente bajo estrés.
(5) Agua: El agua tiene dos efectos: El caucho se daña fácilmente al exponerse al aire húmedo o al sumergirse en agua durante mucho tiempo. Esto se debe a que las sustancias hidrosolubles y los grupos hidrófilos del caucho se extraen, disuelven, hidrolizan o absorben con el agua. En particular, la alternancia entre la inmersión en agua y la exposición atmosférica acelera la degradación del caucho. Sin embargo, en algunos casos, el agua no daña el caucho e incluso puede retrasar su envejecimiento.
(6) Aceite: Si permanece en contacto con un medio oleoso durante un tiempo prolongado durante su uso, el aceite puede penetrar en el caucho y provocar su hinchazón, lo que resulta en una disminución de la resistencia y otras propiedades mecánicas del mismo. La razón por la que el aceite puede causar hinchazón en el caucho es que, tras penetrar en él, las moléculas se difunden entre sí, alterando la estructura reticular del caucho vulcanizado.
(7) Otros factores: Otros factores que afectan al caucho incluyen medios químicos, iones metálicos de valencia variable, radiación de alta energía, electricidad y biología.
2. Métodos de protección contra el envejecimiento del caucho:
Dado que el envejecimiento del caucho es un proceso de reacción química complejo e integral, y que es imposible prevenirlo, se pueden tomar medidas adecuadas para ralentizarlo y, de esta forma, prolongar su vida útil. Las medidas antienvejecimiento incluyen principalmente protección física y química.
La protección física se refiere a evitar en la medida de lo posible la interacción entre el caucho y los diversos factores de envejecimiento, como por ejemplo mediante el uso de recubrimientos o tratamientos superficiales, la adición de un agente de protección contra la luz, la adición de parafina, etc.