Các yếu tố gây lão hóa cao su
Các yếu tố gây lão hóa cao su
ôxy
A) Oxy: Oxy trong cao su trải qua phản ứng dây chuyền gốc tự do với các phân tử cao su, khiến các chuỗi phân tử bị đứt hoặc liên kết chéo quá mức, dẫn đến thay đổi tính chất của cao su. Quá trình oxy hóa là một trong những lý do quan trọng khiến cao su bị lão hóa.
ôzôn
B) Ozone: Ozone có hoạt tính hóa học mạnh hơn oxy và có tính phá hủy cao hơn. Nó cũng làm đứt chuỗi phân tử, nhưng tác động của ozone lên cao su thay đổi tùy thuộc vào việc cao su có bị biến dạng hay không. Khi tác động lên cao su biến dạng (chủ yếu là cao su không bão hòa), các vết nứt xuất hiện theo hướng ứng suất, được gọi là "nứt ozon". Khi tác động lên cao su biến dạng, chỉ hình thành một lớp màng oxit trên bề mặt mà không nứt.
nóng
C) Nhiệt: Nhiệt độ tăng có thể gây nứt nhiệt hoặc liên kết ngang nhiệt của cao su. Nhưng vai trò cơ bản của nhiệt vẫn là kích hoạt. Tăng tốc độ khuếch tán oxy và hoạt hóa phản ứng oxy hóa, do đó đẩy nhanh tốc độ phản ứng oxy hóa của cao su, là hiện tượng lão hóa phổ biến - lão hóa oxy nhiệt.
Ánh sáng
D) Ánh sáng: Bước sóng ánh sáng càng ngắn thì năng lượng càng lớn. Tia cực tím năng lượng cao chính là tác nhân phá hủy cao su. Ngoài việc trực tiếp gây đứt gãy và liên kết chéo các chuỗi phân tử cao su, tia cực tím còn có thể tạo ra các gốc tự do do cao su hấp thụ năng lượng ánh sáng, kích hoạt và đẩy nhanh quá trình phản ứng dây chuyền oxy hóa. Ánh sáng bên ngoài có tác dụng sưởi ấm. Một lợi thế khác của tác động nhẹ (không giống như tác động nhiệt) là nó chủ yếu xảy ra trên bề mặt cao su. Đối với các mẫu có hàm lượng keo cao, sẽ xuất hiện một mạng lưới vết nứt ở cả hai mặt, được gọi là "vết nứt nhẹ ở lớp ngoài".
Căng thẳng cơ học
E) Ứng suất cơ học: Dưới tác động lặp đi lặp lại của ứng suất cơ học, các chuỗi phân tử cao su sẽ bị đứt ra để tạo ra cao su tự do, kích hoạt phản ứng dây chuyền oxy hóa và hình thành nên quá trình cơ hóa học. Phá vỡ cơ học các chuỗi phân tử và kích hoạt cơ học các quá trình oxy hóa. Bên nào chiếm ưu thế sẽ phụ thuộc vào điều kiện họ đang ở. Ngoài ra, sự nứt vỡ tầng ozon dễ dàng xảy ra khi chịu áp lực.
Độ ẩm
F) Nước: Nước có hai tác dụng: Cao su dễ bị hư hỏng khi tiếp xúc với không khí ẩm hoặc ngâm trong nước. Điều này là do các chất hòa tan trong nước và các nhóm ưa nước trong cao su bị nước chiết xuất và hòa tan, và thủy phân. Hoặc hấp thụ và những lý do khác. Đặc biệt dưới tác động xen kẽ của việc ngâm nước và tiếp xúc với khí quyển, quá trình phá hủy cao su sẽ diễn ra nhanh hơn. Nhưng trong một số trường hợp, độ ẩm không làm hỏng cao su và thậm chí có thể làm chậm quá trình lão hóa của cao su.
Dầu
G) Nếu sản phẩm cao su tiếp xúc với dầu trong thời gian dài khi sử dụng, dầu có thể thấm vào cao su và làm cao su nở ra, dẫn đến giảm độ bền và các tính chất cơ học khác của cao su. Dầu có thể làm cao su nở ra vì sau khi dầu thấm vào cao su, các phân tử khuếch tán với nhau, khiến cấu trúc mạng của cao su lưu hóa thay đổi.
Các yếu tố khác
H) Các yếu tố khác: Các yếu tố khác ảnh hưởng đến cao su bao gồm môi trường hóa học, ion kim loại hóa trị thay đổi, bức xạ năng lượng cao, điện và sinh học.
ôxy
A) Oxy: Oxy trong cao su trải qua phản ứng dây chuyền gốc tự do với các phân tử cao su, khiến các chuỗi phân tử bị đứt hoặc liên kết chéo quá mức, dẫn đến thay đổi tính chất của cao su. Quá trình oxy hóa là một trong những lý do quan trọng khiến cao su bị lão hóa.
ôzôn
B) Ozone: Ozone có hoạt tính hóa học mạnh hơn oxy và có tính phá hủy cao hơn. Nó cũng làm đứt chuỗi phân tử, nhưng tác động của ozone lên cao su thay đổi tùy thuộc vào việc cao su có bị biến dạng hay không. Khi tác động lên cao su biến dạng (chủ yếu là cao su không bão hòa), các vết nứt xuất hiện theo hướng ứng suất, được gọi là "nứt ozon". Khi tác động lên cao su biến dạng, chỉ hình thành một lớp màng oxit trên bề mặt mà không nứt.
nóng
C) Nhiệt: Nhiệt độ tăng có thể gây nứt nhiệt hoặc liên kết ngang nhiệt của cao su. Nhưng vai trò cơ bản của nhiệt vẫn là kích hoạt. Tăng tốc độ khuếch tán oxy và hoạt hóa phản ứng oxy hóa, do đó đẩy nhanh tốc độ phản ứng oxy hóa của cao su, là hiện tượng lão hóa phổ biến - lão hóa oxy nhiệt.
Ánh sáng
D) Ánh sáng: Bước sóng ánh sáng càng ngắn thì năng lượng càng lớn. Tia cực tím năng lượng cao chính là tác nhân phá hủy cao su. Ngoài việc trực tiếp gây đứt gãy và liên kết chéo các chuỗi phân tử cao su, tia cực tím còn có thể tạo ra các gốc tự do do cao su hấp thụ năng lượng ánh sáng, kích hoạt và đẩy nhanh quá trình phản ứng dây chuyền oxy hóa. Ánh sáng bên ngoài có tác dụng sưởi ấm. Một lợi thế khác của tác động nhẹ (không giống như tác động nhiệt) là nó chủ yếu xảy ra trên bề mặt cao su. Đối với các mẫu có hàm lượng keo cao, sẽ xuất hiện một mạng lưới vết nứt ở cả hai mặt, được gọi là "vết nứt nhẹ ở lớp ngoài".
Căng thẳng cơ học
E) Ứng suất cơ học: Dưới tác động lặp đi lặp lại của ứng suất cơ học, các chuỗi phân tử cao su sẽ bị đứt ra để tạo ra cao su tự do, kích hoạt phản ứng dây chuyền oxy hóa và hình thành nên quá trình cơ hóa học. Phá vỡ cơ học các chuỗi phân tử và kích hoạt cơ học các quá trình oxy hóa. Bên nào chiếm ưu thế sẽ phụ thuộc vào điều kiện họ đang ở. Ngoài ra, sự nứt vỡ tầng ozon dễ dàng xảy ra khi chịu áp lực.
Độ ẩm
F) Nước: Nước có hai tác dụng: Cao su dễ bị hư hỏng khi tiếp xúc với không khí ẩm hoặc ngâm trong nước. Điều này là do các chất hòa tan trong nước và các nhóm ưa nước trong cao su bị nước chiết xuất và hòa tan, và thủy phân. Hoặc hấp thụ và những lý do khác. Đặc biệt dưới tác động xen kẽ của việc ngâm nước và tiếp xúc với khí quyển, quá trình phá hủy cao su sẽ diễn ra nhanh hơn. Nhưng trong một số trường hợp, độ ẩm không làm hỏng cao su và thậm chí có thể làm chậm quá trình lão hóa của cao su.
Dầu
G) Nếu sản phẩm cao su tiếp xúc với dầu trong thời gian dài khi sử dụng, dầu có thể thấm vào cao su và làm cao su nở ra, dẫn đến giảm độ bền và các tính chất cơ học khác của cao su. Dầu có thể làm cao su nở ra vì sau khi dầu thấm vào cao su, các phân tử khuếch tán với nhau, khiến cấu trúc mạng của cao su lưu hóa thay đổi.
Các yếu tố khác
H) Các yếu tố khác: Các yếu tố khác ảnh hưởng đến cao su bao gồm môi trường hóa học, ion kim loại hóa trị thay đổi, bức xạ năng lượng cao, điện và sinh học.