रबरच्या वृद्धत्वाविषयी ज्ञान

१. रबर वृद्धिंगत होणे म्हणजे काय? हे पृष्ठभागावर काय दर्शवते?
रबर आणि त्याच्या उत्पादनांवर प्रक्रिया, साठवणूक आणि वापर करण्याच्या प्रक्रियेत, अंतर्गत आणि बाह्य घटकांच्या एकत्रित परिणामामुळे, रबराचे भौतिक, रासायनिक आणि यांत्रिक गुणधर्म हळूहळू खालावतात आणि अखेरीस त्याचे उपयोगमूल्य नाहीसे होते. या बदलाला 'रबर एजिंग' (रबराचे वृद्धत्व) म्हणतात. पृष्ठभागावर, हे भेगा पडणे, चिकटपणा, कडकपणा, मऊपणा, पांढरटपणा येणे, रंग बदलणे आणि बुरशीची वाढ या स्वरूपात दिसून येते.
२. रबराच्या वृद्धत्वावर परिणाम करणारे घटक कोणते आहेत?
रबर वृद्ध होण्यास कारणीभूत घटक खालीलप्रमाणे आहेत:
(अ) रबरमधील ऑक्सिजन आणि ऑक्सिजन रबराच्या रेणूंशी मुक्त मूलक साखळी अभिक्रिया करतात, आणि रेणूंची साखळी तुटते किंवा अत्याधिकपणे जोडली जाते, ज्यामुळे रबराच्या गुणधर्मांमध्ये बदल होतो. ऑक्सिडीकरण हे रबर वृद्ध होण्याच्या महत्त्वाच्या कारणांपैकी एक आहे.
(ब) ओझोनची रासायनिक क्रियाशीलता ऑक्सिजनपेक्षा खूप जास्त असते आणि तो अधिक विध्वंसक असतो. तो रेणूंची साखळी देखील तोडतो, परंतु रबरवरील ओझोनचा परिणाम रबर विकृत आहे की नाही यावर अवलंबून असतो. जेव्हा विकृत रबरवर (मुख्यतः असंतृप्त रबर) वापरला जातो, तेव्हा ताणाच्या क्रियेच्या दिशेला लंबवत भेगा पडतात, म्हणजेच तथाकथित "ओझोन क्रॅक"; विकृत रबरवर वापरल्यास, पृष्ठभागावर भेगा न पडता फक्त एक ऑक्साईड थर तयार होतो.
(c) उष्णता: तापमान वाढवल्याने रबरमध्ये औष्णिक तडे किंवा औष्णिक क्रॉसलिंकिंग होऊ शकते. परंतु उष्णतेचा मूळ परिणाम सक्रियकरण हा आहे. ऑक्सिजन प्रसाराचा दर सुधारल्याने आणि ऑक्सिडेशन प्रतिक्रिया सक्रिय झाल्याने, रबरच्या ऑक्सिडेशन प्रतिक्रियेचा वेग वाढतो, जी एक सामान्य वृद्धीची घटना आहे – औष्णिक ऑक्सिजन वृद्धी.
(ड) प्रकाश: प्रकाशाची तरंग जेवढी लहान, तेवढी ऊर्जा जास्त. रबराचे नुकसान हे उच्च ऊर्जेच्या अतिनील किरणांमुळे होते. रबराच्या रेणूंच्या साखळीत थेट तडा जाणे आणि क्रॉस-लिंकिंग होण्याव्यतिरिक्त, अतिनील किरण प्रकाश ऊर्जेच्या शोषणामुळे फ्री रॅडिकल्स निर्माण करतात, जे ऑक्सिडेशन साखळी प्रतिक्रिया प्रक्रियेला सुरू करतात आणि वेग देतात. अतिनील प्रकाश उष्णतेचे कार्य करतो. प्रकाशाच्या क्रियेचे (उष्णतेच्या क्रियेपेक्षा वेगळे) आणखी एक वैशिष्ट्य म्हणजे ती प्रामुख्याने रबराच्या पृष्ठभागावर घडते. ज्या नमुन्यांमध्ये गोंदाचे प्रमाण जास्त असते, त्यांच्या दोन्ही बाजूंना जाळीदार भेगा पडतात, म्हणजेच तथाकथित "ऑप्टिकल बाह्य थरातील भेगा".
(इ) यांत्रिक ताण: यांत्रिक ताणाच्या वारंवार होणाऱ्या क्रियेमुळे, रबराच्या रेणूंची साखळी तुटते आणि मुक्त मूलके (फ्री रॅडिकल्स) निर्माण होतात, ज्यामुळे ऑक्सिडेशन साखळी अभिक्रिया सुरू होते आणि एक यांत्रिक-रासायनिक प्रक्रिया घडते. रेणूंच्या साखळ्यांचे यांत्रिक विभाजन आणि ऑक्सिडेशन प्रक्रियांचे यांत्रिक सक्रियकरण. यापैकी कोणते अधिक प्रभावी ठरते, हे ते कोणत्या परिस्थितीत ठेवले आहे यावर अवलंबून असते. याव्यतिरिक्त, ताणाच्या क्रियेमुळे ओझोनचे विघटन होण्याची शक्यता असते.
(फ) आर्द्रता: आर्द्रतेच्या परिणामाचे दोन पैलू आहेत: दमट हवेत पावसात भिजल्यास किंवा पाण्यात बुडवल्यास रबर सहज खराब होते. याचे कारण असे की, रबरमधील पाण्यात विरघळणारे पदार्थ आणि शुद्ध पाण्याचे गट पाण्यामुळे बाहेर काढले जातात आणि विरघळतात. हे जलविघटन किंवा शोषणामुळे होते. विशेषतः पाण्यात बुडवणे आणि वातावरणाशी संपर्क या आलटून पालटून होणाऱ्या क्रियेमुळे, रबराचा नाश अधिक वेगाने होतो. परंतु काही प्रकरणांमध्ये, आर्द्रतेमुळे रबर खराब होत नाही, उलट त्यामुळे त्याचे वृद्धत्व लांबणीवर पडते.
(g) इतर: रासायनिक माध्यमे, बदलत्या संयुजा असलेले धातू आयन, उच्च-ऊर्जा किरणोत्सर्ग, वीज आणि जीवशास्त्र इत्यादी घटक रबरावर परिणाम करतात.
३. रबर वृद्धत्व चाचणी पद्धतींचे प्रकार कोणते आहेत?
दोन श्रेणींमध्ये विभागणी करता येते:
(अ) नैसर्गिक वृद्धीकरण चाचणी पद्धत. याचे पुढे वातावरणीय वृद्धीकरण चाचणी, वातावरणीय त्वरित वृद्धीकरण चाचणी, नैसर्गिक साठवण वृद्धीकरण चाचणी, नैसर्गिक माध्यम (ज्यात गाडलेली जमीन इत्यादींचा समावेश आहे) आणि जैविक वृद्धीकरण चाचणी असे विभाजन केले जाते.
(ब) कृत्रिम त्वरित वृद्धी चाचणी पद्धत. औष्णिक वृद्धी, ओझोन वृद्धी, फोटोवृद्धी, कृत्रिम हवामान वृद्धी, फोटो-ओझोन वृद्धी, जैविक वृद्धी, उच्च-ऊर्जा किरणोत्सर्ग आणि विद्युत वृद्धी, आणि रासायनिक माध्यम वृद्धी यासाठी.
४. विविध रबर कंपाऊंड्सच्या हॉट एअर एजिंग टेस्टसाठी कोणता तापमान ग्रेड निवडला पाहिजे?
नैसर्गिक रबरासाठी चाचणीचे तापमान साधारणपणे ५०~१००℃ असते, कृत्रिम रबरासाठी ते साधारणपणे ५०~१५०℃ असते आणि काही विशेष रबरांसाठी चाचणीचे तापमान जास्त असते. उदाहरणार्थ, नायट्राइल रबर ७०~१५०℃ तापमानावर वापरला जातो आणि सिलिकॉन फ्लोरीन रबर साधारणपणे २००~३००℃ तापमानावर वापरला जातो. थोडक्यात, हे चाचणीनुसार ठरवले पाहिजे.