Старение резины — это необратимая деградация (липкость, хрупкость, растрескивание, образование порошка) после хранения или эксплуатации. Выделяют пять категорий, обусловленных различными факторами; причины и характерные признаки разрушения приведены ниже:
1. Старение под воздействием кислорода и озона (причины: поверхностное растрескивание, разрушение)
Причины: кислород в воздухе и озон окружающей среды (озон значительно агрессивнее); каучуки с двойными связями C=C (например, НР, НБР и др.) крайне чувствительны.
Симптомы: мелкие трещины на поверхности; при растяжении трещины распространяются перпендикулярно направлению напряжения, что приводит к разрушению. Кислород вызывает либо расщепление цепей полимера (смягчение/липкость), либо чрезмерное сшивание (затвердевание/хрупкость). Озон же специфически повреждает деформированные участки поверхности резины, образуя необратимые трещины.
2. Термическое старение (причины: затвердевание при высоких температурах, плавление/липкость)
Причины: длительное воздействие высоких температур в моторном отсеке или в условиях повышенной температуры.
Симптомы: наблюдаются два противоположных эффекта — НБР и БР подвергаются сшиванию, становятся твёрдыми и хрупкими, как пластик, легко ломаются при изгибе; в то время как сетка НР при нагревании разрушается, становится мягкой и липкой, напоминающей расплавленный клей. Тепло ускоряет движение молекул, разрывает полисульфидные связи и существенно снижает прочность на разрыв и упругость.
3. Старение под воздействием света и атмосферных условий (причины: образование порошка, выцветание, растрескивание)
Причины: ультрафиолетовое излучение на открытом воздухе, дождь и чередование циклов температуры и влажности.
Симптомы: потеря блеска, выцветание (чёрный цвет становится сероватым, цветной — белым), образование порошка и шелушение поверхности, сопровождающиеся мелкими трещинами. УФ-излучение разрывает цепи полимера; в сочетании с промоканием дождём и термическими циклами верхний слой быстро ослабевает и теряет прочность.
4. Старение вследствие механической усталости (причины: внутреннее плавление из‑за тепла, локальные трещины и потеря фрагментов)
Причины: длительное многократное воздействие растягивающих, сжимающих нагрузок и высокочастотных вибраций на крепления, шины, элементы привода и т. п.
Симптомы: Трение между цепями полимера и сажевым черным пигментом выделяет тепло. Некачественное смешивание компонентов или использование формул с высоким тепловыделением в сочетании с недостаточным отведением тепла приводит к накоплению внутреннего тепла и саморазгону старения, что значительно сокращает срок службы.
5. Старение под воздействием среды (поломки: набухание, затвердевание/усадка вследствие экссудации)
Причины: Долгосрочный контакт с маслами, гидравлическими жидкостями, кислотами/щелочами, водой и другими жидкими средами.
Симптомы: Уплотнители набухают и размягчаются в маслах; добавки и пластификаторы вымываются, что вызывает затвердевание и усадку, приводя к полному выходу из строя уплотнителя. Среды проникают в молекулярные зазоры, нарушают сетчатую структуру сшитых связей и в конечном итоге приводят к утечкам и повреждению материала.
