ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Структура каучуков, их химическая стойкость к озону и к озонному растрескиванию из "Окисление каучуков и резин" Большинство резин, находящихся в растянутом или изогнутом состоянии, разрушается (растрескивается) в присутствии озона уже при деформациях порядка 2—5%. [c.173] На резинах, испытывающих деформацию чистого сжатия, видимых изменений под действием озона не наблюдается . Имеющееся в литературе указание на то, что сжатая резина разрушается, объясняется тем, что в этом случае экспонированная в озоне поверхность образца испытывала кроме сжатия и другие виды деформаций. [c.173] Растрескивание резин под влиянием механического напряжения может быть объяснено различными причинами. [c.174] Разберем, насколько правильны эти предположения. [c.174] Роль статического напряжения в процессах старения резины. Ранее указывалось (гл. Н), что при наличии напряжения увеличивается скорость химических реакций в каучуке и изменяется их направление. Это подтверждается более сильным изменением разрывной прочности и равновесного модуля при тепловом старении резин в напряженном состоянии (100 и 75% деформации) по сравнению с ненапряженными резинами. [c.174] Сильного влияния напряжения на скорость химической реакции можно, повидимому, ожидать при растяжении резин более чем на 400%, так как только при таких значительных деформациях изменяются колебательные частоты связей С—С и С=С и начинает заметно изменяться энергетический член в уравнении состояния некристаллизующейся резины . [c.174] Таким образом, имеющиеся данные говорят о том, что активирующее действие статических деформаций на скорость некоторых химических реакций удалось заметить при 75—100% растяжения. При малых деформациях такая активация практически не наблюдается. Озонное растрескивание резины проявляется уже при деформации ее всего на несколько процентов отсюда можно сделать вывод, что активация напряжением в этом случае почти не играет роли. [c.174] Основным аргументом, к которому обращаются для доказательства активирующей роли напряжения при озонном растрескивании, является тот факт, что на резинах, озонированных в нерастянутом состоянии, при последующей их деформации видимых трещин не появляется. Однако ввиду малой толщины образующегося озонированного слоя на поверхности резины, сзо-нированной в нерастянутом состоянии, при последующем растяжении могут возникнуть только микротрещины. Это было показано следующим образом . [c.175] Две группы образцов [2 и 3, рис. 135) в нерастянутом состоянии подвергали действию озона (концентрация Од—0,3%) в течение 6 час., причем группу 3 после двухчасового озонирования растягивали на 100%, затем деформацию снимали. Этот цикл повторяли несколько раз (первое озонирование). [c.175] После этого образцы групп 2 я 3 снова подвергали озонированию в течение 40 мин. (второе озонирование), но уже в растянутом состоянии при деформации 20 и концентрации О3—0,0025 о (для неопрена концентрация О3—0,08%, время озонирования 55 мин.). [c.175] Параллельно озонировали (при том же растяжении 20%) контрольные образцы (группа 1), которые в отличие от образцов групп 2 и 3 первому озонированию не подвергали. [c.175] Можно было ожидать, что если на резине, озонированной без растяжения (группа 5), при последующей деформации образуются микротрещины из-за разрушения поверхностного слоя, то при снятии напряжения они смыкаются неплотно и при дальнейшем воздействии озона на образец в нерастянутом состоянии происходит озонирование резины в устьях трещин. При втором озонировании образцов группы 3, растянутых меньше чем на 100 о (например, на 20%), видимых трещин не должно появляться совсем или их будет очень мало. Это происходит вследствие того, что ранее образовавшиеся и проозонированные устья микротрещин будут сомкнуты. Тем самым устранится обязательное условие роста трещин—непрерывное взаимодействие озона со свежей поверхностью резины. Образования новых микротрещин в этих условиях идти не должно, так как при растяжении на 20 о в основном будут раскрываться уже имеющиеся микротрещины. [c.175] проведенные на резинах из СКН-26, СКВ, СКС-30 и полихлоропрена, показали, что на образцах группы 5 действительно наблюдается резкое уменьшение количества трещин (рис. 135). [c.175] Таким образом, полученные результаты подтверждают, что на ряде резин, озонированных в нерастянутом состоянии, при последующей их деформации обнаруживаются трещины. Уменьшение количества трещин на образцах группы 2, озонированных без периодического растяжения, по сравнению с количеством трещин на контрольных образцах свидетельствует о том, что поверхностная окисленная пленка обладает некоторой эластичностью и что эта пленка в неповрежденных местах защищает резину от растрескивания. [c.176] Контрольные и озонированные образцы из резин на основе НК и бутилкаучука растрескивались одинаково, что свидетельствует об отсутствии на этих резинах хрупкой пленки озонида. [c.176] Роль механического разрыва в озонном растрескивании резин и его основные закономерности. Проведенные эксперименты (озонирование резин при сжатии, в растворителях, периодическое озонирование резин в нерастянутом и растянутом состоянии и др.) позволяют высказать предположение, что в озонном растрескивании напряженных резин играет определенную роль последовательный разрыв малоэластичной озонированной пленки, образующейся вначале на поверхности резины, а потом в глубине трещин. Озон, проникая через микротрещины, вызывает появление хрупкости у нижележащего слоя, его разрыв и дальнейший рост трещин. [c.176] Для подтверждения вышеизложенного было испытано действие озона (0,3%) на растянутые наполненные резины из НК, СКС, СКБ и СКН, погруженные в воду (растворимость озона в воде— 45 объемов в 100 объемах воды). Поверхностная пленка, образовавшаяся под действием озона, набухала в воде, и, несмотря на громадную концентрацию озона, даже через несколько часов озонирования трещин не появлялось. В обычных условиях, в воздухе, растрескивание образцов происходит за 10—15 мин. при концентрациях озона, меньших в 500 раз. [c.177] Влияние температуры на озонное растрескивание резин. Зависимость скорости озонного растрескивания от температуры является результатом суммарного влияния температуры на ряд факторов. При увеличении температуры стойкость к растрескиванию может уменьшаться вследствие увеличения скорости химической реакции , резкого уменьшения сопротивляемости статической усталости и замедления кристаллизации в определенной области температур. С другой стороны, стойкость к растрескиванию может увеличиваться вследствие увеличения скорости релаксационных процессов, что ведет к более быстрому спаду напряжения в системе, находящейся при постоянной деформации уменьшения хрупкости поверхностной пленки уменьшения адсорбции озона на поверхности резины. Какой из этих процессов является определяющим в общем случае, сказать трудно. [c.178] Вернуться к основной статье