El envejecimiento del caucho es una degradación irreversible (adherencia, fragilización, formación de grietas, pulverización) tras su almacenamiento o uso. Presenta cinco categorías basadas en desencadenantes, con sus causas y características de falla a continuación:
1. Envejecimiento por oxígeno y ozono (Fallas: agrietamiento superficial, fractura)
Causas: Oxígeno presente en el aire y ozono ambiental (el ozono es mucho más agresivo); los cauchos con enlaces C=C (NR, NBR, etc.) son altamente sensibles.
Síntomas: Grietas superficiales finas; bajo tensión, las grietas se propagan perpendicularmente a la dirección de la carga, provocando fracturas. El oxígeno produce ya sea escisión de cadenas (ablandamiento/adherencia) o reticulación excesiva (endurecimiento/fragilidad). El ozono ataca específicamente las superficies deformadas del caucho, generando grietas irreversibles.
2. Envejecimiento térmico (Fallas: endurecimiento a altas temperaturas, fusión/adherencia)
Causas: Exposición prolongada a altas temperaturas en compartimentos del motor o en entornos de elevada temperatura.
Síntomas: Dos efectos opuestos – el NBR y el BR experimentan reticulación, volviéndose duros y frágiles como plástico, rompiéndose fácilmente al doblarse; mientras tanto, la red del NR se desintegra bajo el calor, tornándose blanda y pegajosa como un adhesivo derretido. El calor acelera el movimiento molecular, rompe los enlaces polisulfuro y reduce significativamente la resistencia a la tracción y la elasticidad.
3. Envejecimiento por luz y exposición atmosférica (Fallas: pulverización, decoloración, agrietamiento)
Causas: Radiación UV exterior, lluvia y ciclos alternados de temperatura y humedad.
Síntomas: Pérdida de brillo, decoloración (el negro se vuelve grisáceo, los colores claros se vuelven blancos), pulverización y descamación de la superficie, acompañadas de finas grietas. La radiación UV corta las cadenas poliméricas; combinada con la acción de la lluvia y los ciclos térmicos, la capa superficial se afloja rápidamente y pierde su resistencia.
4. Envejecimiento por fatiga mecánica (Fallas: fusión interna por calor, agrietamiento localizado o pérdida de fragmentos)
Causas: Tensión, compresión y vibraciones de alta frecuencia repetidas durante largos períodos en soportes, neumáticos, componentes de transmisión, entre otros.
Síntomas: La fricción entre las cadenas de polímero y el negro de carbón genera calor. Una mala formulación o fórmulas con alta generación de calor, combinadas con una disipación térmica insuficiente, provocan la acumulación interna de calor y un envejecimiento autoacelerado, acortando considerablemente la vida útil.
5. Envejecimiento inducido por medios (fallas: hinchamiento, endurecimiento/retracción causados por exudación)
Causas: Contacto prolongado con aceites, fluidos hidráulicos, ácidos/álcalis, agua y otros medios líquidos.
Síntomas: Los sellos se hinchan y ablandan en los aceites; los aditivos y plastificantes se lixivian, provocando endurecimiento y retracción, lo que lleva a la falla total del sello. Los medios penetran en los espacios moleculares, alteran la red reticulada y, en última instancia, causan fugas y daños al material.