Câmara de teste de envelhecimento por ozônio para avaliar o desempenho do envelhecimento da borracha.

Câmara de teste de envelhecimento por ozônio é um instrumento experimental para avaliar o envelhecimento da borracha. As alterações estruturais da borracha durante o processo de envelhecimento termo-oxidativo podem ser divididas em duas categorias: uma é a reação de envelhecimento termo-oxidativo (fissuração), com degradação da cadeia molecular como reação principal; a outra é o envelhecimento termo-oxidativo (estruturação), com reticulação da cadeia molecular como reação principal.
A borracha natural inclui borracha de isopreno, borracha butílica, borracha EPDM, borracha de epicloridrina homopolimerizada e borracha de epicloridrina copolimerizada. A aparência desse tipo de borracha após envelhecimento termo-oxidativo é macia e pegajosa.
Borracha de butadieno. A borracha que contém butadieno sofre principalmente reação de reticulação durante o envelhecimento termo-oxidativo. Variedades semelhantes de borracha incluem NBR/SBR/CR/ERDM/FPM/CSM. A aparência desse tipo de borracha após o envelhecimento termo-oxidativo é dura e quebradiça.
Câmara de teste de envelhecimento por ozônio para avaliar o desempenho do envelhecimento da borracha
1. Os principais fatores que afetam o envelhecimento da borracha são:
(1) Oxigênio: O oxigênio reage com as moléculas de borracha em uma reação em cadeia de radicais livres, causando a quebra ou o excesso de ligações cruzadas nas cadeias moleculares, resultando em alterações nas propriedades da borracha. A oxidação é uma das causas importantes do envelhecimento da borracha.
(2) Ozônio: O ozônio é muito mais ativo quimicamente do que o oxigênio e é mais destrutivo. Ele também causa a quebra de cadeias moleculares, mas o efeito do ozônio na borracha varia dependendo se a borracha está deformada ou não. Quando atuando sobre borracha deformada (principalmente borracha insaturada), rachaduras aparecem na direção da tensão, o que é chamado de "rachadura por ozônio"; quando atuando sobre borracha deformada, apenas uma película de óxido é formada na superfície sem rachaduras.
(3) Calor: O aumento da temperatura pode causar fissuras térmicas ou reticulação térmica da borracha. No entanto, a função básica do calor é a ativação. O aumento da taxa de difusão de oxigênio e a ativação da reação de oxidação, acelerando assim a taxa de reação de oxidação da borracha, são um fenômeno comum de envelhecimento - envelhecimento por oxidação térmica.
(4) Tensão mecânica: Sob a ação repetida de tensão mecânica, a cadeia molecular da borracha se rompe, gerando íons livres, o que desencadeia uma reação em cadeia de oxidação e forma um processo mecanoquímico. A ruptura mecânica das cadeias moleculares e a ativação mecânica dos processos de oxidação. Qual deles prevalecerá depende das condições. Além disso, o craqueamento por ozônio é facilmente causado sob tensão.
(5) Água: A água tem dois efeitos: a borracha é facilmente danificada quando exposta ao ar úmido ou imersa em água por um longo período. Isso ocorre porque as substâncias solúveis em água e os grupos hidrofílicos presentes na borracha são extraídos, dissolvidos, hidrolisados ​​ou absorvidos pela água. Em particular, os efeitos alternados da imersão em água e da exposição atmosférica aceleram a deterioração da borracha. No entanto, em alguns casos, a água não danifica a borracha e pode até mesmo retardar o envelhecimento.
(6) Óleo: Se estiver em contato com óleo por um longo período durante o uso, o óleo pode penetrar na borracha e causar seu inchaço, resultando em uma diminuição da resistência e de outras propriedades mecânicas da borracha. A razão pela qual o óleo pode causar o inchaço da borracha é que, após a penetração do óleo na borracha, as moléculas se difundem umas com as outras, alterando a estrutura da rede da borracha vulcanizada.
(7) Outros fatores: Outros fatores que afetam a borracha incluem meios químicos, íons metálicos de valência variável, radiação de alta energia, eletricidade e biologia.
2. Métodos de proteção contra o envelhecimento da borracha:
Como o envelhecimento da borracha é um processo de reação química complexo e abrangente, sendo impossível evitá-lo completamente, medidas adequadas podem ser tomadas para retardá-lo, alcançando assim o objetivo de prolongar sua vida útil. As medidas antienvelhecimento incluem principalmente proteção física e proteção química.
A proteção física refere-se a evitar ao máximo a interação entre a borracha e vários fatores de envelhecimento, como o uso de revestimento ou tratamento de superfície, a adição de agente de proteção contra a luz, a adição de parafina, etc.