Teadmised kummi vananemise kohta

1. Mis on kummi vananemine? Mida see pinnal näitab?
Kummi ja selle toodete töötlemise, ladustamise ja kasutamise käigus halvenevad kummi füüsikalised ja keemilised omadused ning mehaanilised omadused järk-järgult sise- ja välistegurite tervikliku toime tõttu ning lõpuks kaotavad need oma kasutusväärtuse. Seda muutust nimetatakse kummi vananemiseks. Pinnal avalduvad see pragude, kleepuvuse, kõvenemise, pehmenemise, kriidistumise, värvimuutuse ja hallituse tekkena.
2. Millised tegurid mõjutavad kummi vananemist?
Kummi vananemist põhjustavad tegurid on järgmised:
(a) Kummi hapnik ja hapnik läbivad kummi molekulidega vabade radikaalide ahelreaktsiooni ning molekulaarne ahel katkeb või ristseotakse liigselt, mille tulemuseks on kummi omaduste muutused. Oksüdeerumine on üks olulisi kummi vananemise põhjuseid.
(b) Osooni ja osooni keemiline aktiivsus on palju suurem kui hapnikul ning see on hävitavam. See katkestab ka molekulaarse ahela, kuid osooni mõju kummile varieerub olenevalt sellest, kas kumm on deformeerunud või mitte. Deformeerunud kummil (peamiselt küllastumata kummil) kasutamisel tekivad pinge suunaga risti olevad praod, nn osoonipraod; deformeerunud kummil kasutamisel tekib pinnale ainult oksiidikile ilma pragudeta.
(c) Kuumus: Temperatuuri tõstmine võib põhjustada kummi termilist pragunemist või termilist ristseostumist. Kuid kuumuse peamine mõju on aktiveerimine. See parandab hapniku difusioonikiirust ja aktiveerib oksüdatsioonireaktsiooni, kiirendades seeläbi kummi oksüdatsioonireaktsiooni kiirust, mis on levinud vananemisnähtus – termiline hapnikuga vananemine.
(d) Valgus: mida lühem on valguslaine, seda suurem on energia. Kummi kahjustavad suurema energiaga ultraviolettkiired. Lisaks otsesele kummi molekulaarahela purunemisele ja ristseostumisele tekitavad ultraviolettkiired valgusenergia neeldumise tõttu vabu radikaale, mis käivitavad ja kiirendavad oksüdatsiooniahelreaktsiooni protsessi. Ultraviolettvalgus toimib küttena. Teine valgusmõju omadus (erinevalt kuumusest) on see, et see toimub peamiselt kummi pinnal. Suure liimisisaldusega proovide puhul tekivad mõlemal küljel võrgustiku praod, nn optilise väliskihi praod.
(e) Mehaaniline pinge: Korduva mehaanilise pinge all puruneb kummi molekulaarne ahel, tekitades vabu radikaale, mis käivitab oksüdatsiooniahelreaktsiooni ja moodustab mehhaanokeemilise protsessi. Molekulaarahelate mehaaniline lõhustumine ja oksüdatsiooniprotsesside mehaaniline aktiveerimine. See, kumb neist on ülekaalus, sõltub tingimustest, milles see asetatakse. Lisaks on pinge all lihtne osooni pragunemist põhjustada.
(f) Niiskus: Niiskuse mõjul on kaks aspekti: kummi kahjustub kergesti niiske õhu käes vihma käes või vette kastes. Selle põhjuseks on see, et kummis olevad vees lahustuvad ained ja selged veerühmad ekstraheeritakse ja lahustatakse vees hüdrolüüsi või imendumise teel. Eriti vee ja atmosfääri kokkupuute vahelduva toime korral kiireneb kummi hävimine. Kuid mõnel juhul ei kahjusta niiskus kummi ja isegi aeglustab vananemist.
(g) Muu: kummi mõjutavad keemilised keskkonnad, muutuva valentsiga metalliioonid, suure energiaga kiirgus, elekter ja bioloogia jne.
3. Millised on kummi vananemise katsemeetodite tüübid?
Võib jagada kahte kategooriasse:
(a) Loodusliku vanandamise katsemeetod. See jaguneb omakorda atmosfääri vanandamise katseks, atmosfääri kiirendatud vanandamise katseks, loodusliku ladustamise vanandamise katseks, looduslikus keskkonnas (sh maetud maa jne) vanandamise katseks ja bioloogilise vanandamise katseks.
(b) Kunstlikult kiirendatud vanandamise katsemeetod. Kasutatakse termiliseks vanandamiseks, osoonivanandamiseks, fotovanandamiseks, kunstlikuks kliimavanandamiseks, fotoosoonivanandamiseks, bioloogiliseks vanandamiseks, suure energiaga kiirguse ja elektrilise vanandamiseks ning keemilise vanandamiseks.
4. Milline temperatuuriklass tuleks valida erinevate kummisegude kuumaõhuga vanandamise katse jaoks?
Loodusliku kautšuki puhul on katsetemperatuur tavaliselt 50–100 ℃, sünteetilise kautšuki puhul 50–150 ℃ ja mõnede spetsiaalsete kautšukite katsetemperatuur on kõrgem. Näiteks nitriilkummi puhul on see temperatuur 70–150 ℃ ja silikoonfluorkummi puhul 200–300 ℃. Lühidalt öeldes tuleks see määrata vastavalt katsetingimustele.