1. ¿Qué es el envejecimiento del caucho? ¿Qué se observa en la superficie?
Durante el procesamiento, almacenamiento y uso del caucho y sus derivados, debido a la acción combinada de factores internos y externos, las propiedades físico-químicas y mecánicas del caucho se deterioran gradualmente, perdiendo finalmente su utilidad. Este proceso se denomina envejecimiento del caucho. En la superficie, se manifiesta como grietas, pegajosidad, endurecimiento, ablandamiento, tiza, decoloración y aparición de moho.
2. ¿Cuáles son los factores que afectan al envejecimiento del caucho?
Los factores que provocan el envejecimiento del caucho son:
(a) El oxígeno y el oxígeno presentes en el caucho experimentan una reacción en cadena de radicales libres con las moléculas de caucho, lo que provoca la ruptura o el entrecruzamiento excesivo de la cadena molecular y, en consecuencia, cambios en las propiedades del caucho. La oxidación es una de las principales causas del envejecimiento del caucho.
b) La actividad química del ozono es mucho mayor que la del oxígeno, y es más destructiva. También rompe la cadena molecular, pero el efecto del ozono sobre el caucho varía según esté deformado o no. Cuando se aplica sobre caucho deformado (principalmente caucho insaturado), aparecen grietas perpendiculares a la dirección de la acción de la tensión, es decir, la llamada "grieta por ozono"; cuando se aplica sobre caucho deformado, solo se forma una película de óxido en la superficie sin agrietarse.
c) Calor: Elevar la temperatura puede provocar agrietamiento térmico o reticulación térmica del caucho. Sin embargo, el efecto básico del calor es la activación. Mejora la velocidad de difusión del oxígeno y activa la reacción de oxidación, acelerando así la velocidad de reacción de oxidación del caucho, lo cual es un fenómeno común de envejecimiento: el envejecimiento térmico por oxígeno.
(d) Luz: Cuanto más corta sea la longitud de onda de la luz, mayor será su energía. El daño al caucho se produce por los rayos ultravioleta de mayor energía. Además de causar directamente la ruptura y el entrecruzamiento de la cadena molecular del caucho, los rayos ultravioleta generan radicales libres debido a la absorción de energía lumínica, lo que inicia y acelera el proceso de reacción en cadena de oxidación. La luz ultravioleta actúa como calor. Otra característica de la acción de la luz (a diferencia de la acción del calor) es que se produce principalmente en la superficie del caucho. En muestras con alto contenido de adhesivo, aparecerán grietas en la red a ambos lados, es decir, las llamadas "grietas de la capa externa óptica".
e) Estrés mecánico: Bajo la acción repetida del estrés mecánico, la cadena molecular del caucho se romperá, generando radicales libres que desencadenarán una reacción en cadena de oxidación y darán lugar a un proceso mecanoquímico. La ruptura mecánica de las cadenas moleculares y la activación mecánica de los procesos de oxidación. El que predomine depende de las condiciones a las que se someta. Además, el estrés puede provocar fácilmente la fisuración por ozono.
f) Humedad: El efecto de la humedad tiene dos aspectos: el caucho se daña fácilmente al exponerse a la lluvia en ambientes húmedos o al sumergirse en agua. Esto se debe a que las sustancias hidrosolubles y los grupos de agua clara presentes en el caucho se extraen y disuelven con el agua, a causa de la hidrólisis o la absorción. En particular, bajo la acción alternada de inmersión en agua y exposición atmosférica, la degradación del caucho se acelera. Sin embargo, en algunos casos, la humedad no daña el caucho e incluso retrasa su envejecimiento.
(g) Otros: Hay medios químicos, iones metálicos de valencia variable, radiación de alta energía, electricidad y biología, etc., que afectan al caucho.
3. ¿Cuáles son los tipos de métodos de prueba de envejecimiento del caucho?
Se pueden dividir en dos categorías:
(a) Método de prueba de envejecimiento natural. Se divide además en prueba de envejecimiento atmosférico, prueba de envejecimiento atmosférico acelerado, prueba de envejecimiento en almacenamiento natural, prueba de envejecimiento en medio natural (incluido suelo enterrado, etc.) y prueba de envejecimiento biológico.
(b) Método de ensayo de envejecimiento artificial acelerado. Para envejecimiento térmico, envejecimiento por ozono, fotoenvejecimiento, envejecimiento climático artificial, envejecimiento por fotoozono, envejecimiento biológico, envejecimiento por radiación de alta energía y eléctrico, y envejecimiento por medios químicos.
4. ¿Qué grado de temperatura se debe seleccionar para la prueba de envejecimiento en aire caliente para los distintos compuestos de caucho?
Para el caucho natural, la temperatura de ensayo suele ser de 50 a 100 °C; para el caucho sintético, de 50 a 150 °C; y para algunos cauchos especiales, la temperatura de ensayo es más alta. Por ejemplo, el caucho de nitrilo se utiliza entre 70 y 150 °C, y el caucho de silicona fluorada, entre 200 y 300 °C. En resumen, debe determinarse según el ensayo.
Fecha de publicación: 14 de febrero de 2022
