Otsoni on tärkeä tekijä kumituotteiden ikääntymisessä ilmakehässä. Otsoni on aktiivisempi kuin happi, joten sen hyökkäys kumiin, erityisesti tyydyttymätön kumi, on paljon happea voimakkaampi.
Ilmakehän otsonia (o3) hajottaa auringonvaloltaan lyhytaaltoisen ultraviolettivalon absorptiolla happimolekyyleillä.
Happiatomi rekombinataan happimolekyyleillä. Otsonikerros, jonka pitoisuus on noin 5 × 10, on 20 - 30 km: n pinnassa maanpinnasta. Ilmakehän pystysuoran virtauksen avulla otsonia tuodaan maan pinnalle ja otsonin pitoisuus vähitellen vähenee suuresta korkeuteen. Lisäksi otsonia syntyy paikoissa, joissa ultraviolettivalon tiivistyminen, tyhjennyspaikoissa ja sähkömoottoreissa, erityisesti sähkökäyttöisten kipinöiden syntyessä. Yleensä otsonin pitoisuus ilmakehässä on 0 - 5X10-8. Otsonin pitoisuus vaihtelee alueittain; otsonin pitoisuus vaihtelee kaudesta toiseen. Vaikka otsonin pitoisuus maapallon lähellä on hyvin alhainen, kumin vaurioita ei voida jättää huomiotta.
Tyydyttymätön kumi on altis otsonaatiolle ja sen ulkonäköön otsonina. Toisin kuin lämpöä hapettamalla ikääntyminen, kumituotteiden otsonointi suoritetaan vain otsonilla, jota koskettaa pintakerros. Koko otsonointiprosessi suoritetaan pinnalla. Toinen on, että kumi reagoi otsonin kanssa muodostamaan hopeavalkea kova kalvo (noin lOnm paksu). Staattisissa olosuhteissa kalvo voi estää syvän kosketuksen otsonin ja kumin välillä, mutta dynaamisissa venytysolosuhteissa tai staattisen jännityksen alla, kun kumi Kun pidennys tai vetolujuus ylittää sen kriittisen venymän tai kriittisen rasituksen, kalvo murtuu antaen otsonin ota uusi kumipinta, jatka otsonointia ja aiheuttaa halkeaman kasvavan ja crackin jälkeen. Koska pohja on jännityskeskittymää, on helpompi syventää halkeamaa ja muodostaa halkeaman. Halkeaman suunta on kohtisuorassa stressin suuntaan nähden. Yleensä vain pieni määrä halkeamia esiintyy pienessä kannassa (kuten 5%), ja halkeaman suunta on selvästi havaittavissa. Kun kumi altistetaan useille suunnille, on vaikea erottaa halkeaman suunta.
Ensinnäkin kumisuojausreaktion mekanismi
Otsonin ja tyydyttymättömän kumin reaktio-mekanismi voidaan selittää viittaamalla seuraa- vaan kaavaan.
Kun otsonikosketus koskettaa kumituotetta, otsoni reagoi ensin aktiivisen kaksoissidoksen kanssa muodostaen molekylaarisen ozonidin 1. Molekyylinen ozonidi on epästabiili ja hajoaa nopeasti muodostaen karbonyyli 2: n ja zwitterion3. Useimmissa tapauksissa zwitterioni ja karbonyyliyhdiste rekombinoituvat hajuton oksidi © ja kahtaision voidaan polymeroida myös diperoksidin © tai korkean peroksidin © muodostamiseksi. Lisäksi, kun aktiivinen liuotin, kuten metanoli, on läsnä, myös kahtaision reagoi sen kanssa metoksi- vetyperoksidin 7 muodostamiseksi.
Otsonin ja tyydyttymättömän kumin aktivoitumisenergia on hyvin alhainen ja reaktio on erittäin helppo toteuttaa. Reaktio on päättynyt, kunnes kumin kaksoissidos kuluu. Tällä hetkellä kullan pintaan muodostuu hopeavalkea elastinen kimmoisa kalvo, kunhan ei ole olemassa mitään ulkoista voimaa, jotta elokuvakilpikonna Crack, kumi ei enää jatka otsonaatiota. Jos ozonoitua kumia venytetään tai dynaamisesti muuttuu, syntyvä otsonoitu kalvo repeytyy, paljastaa uuden kumipinnan ja reagoi otsonin kanssa, mikä aiheuttaa halkeaman kasvavan.
Kyllästetty kumi ei sisällä kaksoissidoksia, vaikka se voi reagoida otsonin kanssa, mutta reaktio etenee hyvin hitaasti ja ei ole halkeilua.
Monet ihmiset ovat tutkineet tyydyttymättömien kumisaturaatioiden halkeamien tuotantoa ja kasvua. Kokeellisten tietojensa perusteella nämä tutkijat ehdottivat halkeaman kasvun ja kasvun mekanismia. Esimerkiksi uskotaan, että halkeamien esiintyminen johtuu siitä, että rikki molekyyliketjujen taipumus, joka syntyy otsoniidin hajotessa jännitystilassa, erotetaan toisistaan, mikä on suurempi kuin rekombinaatiotaipumus. Halkeamien kasvu liittyy otsonin pitoisuuteen ja kumimolekyyliketjujen liikkuvuuteen. Kun otsonin pitoisuus on vakio, sitä suurempi molekyyliketjujen liikkuvuus, sitä nopeammin halkeaman kasvu. Uskotaan myös, että otsonikrakkauksen muodostuminen ja kasvu sekä ohuen otsoni- kalvon fysikaaliset ominaisuudet, jotka on muodostettu kumin otsonoimalla ja alkuperäisen kumin pintakerroksella
Fysikaaliset ominaisuudet ovat erilaiset. Esimerkiksi Murray uskoo, että kumin otsonointiprosessi on prosessi, jossa fysikaaliset prosessit ja kemialliset prosessit esiintyvät yhdessä. Kun kumi on kosketuksissa otsonin kanssa, pinnalla olevat kaksoissidokset reagoivat nopeasti otsonin kanssa ja useimmat niistä muodostavat oksi- nonioksidia, joka nopeasti muuntaa alunperin pehmeän kumiketjun jäykäksi ketjuksi, joka sisältää monia hajuton oksidirenkaita. Kun kipu kohdistuu rasitukseen, jännitys venyttää kumiketjun, mikä lisää kaksoissidoksia koskettamaan otsonia, jolloin kumiketju sisältää parempia oksidirenkaita ja muuttuu hauraaksi. Haurastettu pinta on altis krakkaukselle stressin tai dynaamisen rasituksen alaisena.
Haining Qianlang kumituotteet tehdas
ADD: NO.10-2, Lianbao Road, Qianjiangin teollisuuspuisto, Dingqiao kaupunki, Haining, Zhejiang 314413, Kiina
TEL: + 86-573-87767299
FAX: + 86-573-87763488
Sähköposti: sales@qlrubber.com