Die ungesättigten Gruppen im Kautschuk, die durch ihre Reaktionsfahigkeit
mit Schwefel einerseits die Vulkanisation ermöglichen, bedingen andererseits
eine Empfindlichkeit gegen Sauerstoff, Ozon und anderen reaktionsfähigen
Substanzen. Da Weichgummi auf Basis von Dienkautschuken nach der Vulkanisation
noch über ungesättigte Gruppen verfügt, bleibt er gegen die genannten
Faktoren empfindlich. Je höher die Temperatur, desto stärker werden
die Einflüsse bemerkbar, z. B. durch Verhärtung und Versprödung.
Die Reihe von Alterungsprozessen können durch folgende
Einflüsse hervorgerufen werden:
a) Sauerstoff bei verschiedenen Temperaturen
b) Sauerstoff in Kombination mit bestimmten Schwermetallen (z. B. Spuren von
Kupfer oder Mangan)
c) Hitze und Feuchtigkeit
Diese drei Schädigungen ergreifen das gesamte Volumen
des Produkts!
Sauerstoff führt bei Naturlatex zuerst zur Erweichung des Materials durch
Kernspaltung. Mit fortschreitender Reaktion tritt dagegen durch engere Vernetzung
eine Verhärtung ein, das Material wird hart, spröde und thermoplastisch.
Bei Styrol-Butadien Kautschuk beginnt die Alterung gleich mit der 2. Reaktion.
Schwermetalle beschleunigen die Sauerstoffalterung bei Naturlatex wesentlich
stärker als bei Syntheselatex.
Bei der Hitzealterung kann neben der Oxydation ein thermischer
Abbau von Vernetzungsstellen stattfinden.
d) dynamische Beanspruchung (Ermüdung)
e) Ozon
f) energiereiches Licht in Kombination mit Sauerstoff
Diese Punkte greifen vor allem die Oberfläche an!
Bei beständigen mechanischen Spannungsveränderungen
des Gummis treten an der Oberfläche allmählich Risse auf, die sich
vergrößern und schließlich zum Bruch des Materials führen.
Naturlatex bildet diese Risse relativ schnell, sie wachsen aber nur langsam weiter,
demgegenüber zeigt Styrol-Butadien ein späteres Einsetzen der Rissbildung,
gefolgt von einem schnelleren Wachstum. Dieses Verhalten ist ein Hinweis, dass es
sinnvoll ist, Naturlatex mit Styrol-Butadien-Latex zu versetzen, um die negativen
Eigenschaften bezüglich der Rissbildung zu kompensieren.
Die Ozoneinwirkung bewirkt ebenfalls eine Rissbildung.
Hierbei findet statisch ein entprechender Prozeß wie bei mechanischer Belastung
statt, allein bedingt durch das in der Atmosphäre vorkommende Ozon.
Auch durch energiereiches Licht findet eine Zerstörung
der Oberfläche statt. Durch netzartig verbundene Rillen bekommt die Latexoberfläche
das Aussehen einer Apfelsine oder Elefantenhaut.
Verfärbende Alterungsschutzmittel mit Ermüdungs-
und Ozonschutzwirkung:
Es gibt leider kein Alterungsschutzmittel, das gegen die genannten Alterungsprozesse
gleichzeitig maximalen Schutz gewährt. In der Regel sind stark verfärbende
Mittel wirksamer als nicht verfärbende. Die wirksamsten Verbindungen dafür
sind die am Stickstoff substituierte p-Phenylendiamine. Sie erhöhen die
kritische Energie, die zur Bildung von Ozon- und Ermüdungsrissen notwendig
ist. Das derzeit gebräuchlichste Mittel ist das schwach verfärbende
N-Isopropyl-N'-phenyl-p-phenylendiamin (IPPD), das sich sehr wirksam gegen statische
(Ozon) und gegen dynamische Rissbildungen erweist.
Diese Alterungsschutzmittel haben notwendigerweise eine gewisse
Mobilität bzw. Flüchtigkeit, um ihre Schutzfunktionen ausüben
zu können. Sie können daher auch an die Oberfläche des Materials
gelangen. Das IIPPD wirkt schwer hautreizend und toxisch und ist deswegen im
Lebensmittelbereich nicht zugelassen.
Neben den n-Phenylendiaminen kommen noch 2,4,6-substituierte
Phenole in Einsatz, die vor allem Schutz gegen Sauerstoff und Wärme bieten,
nicht aber gegen statische und dynamische Belastungen. Phenole wirken in der
Regel hautreizend und toxisch. Sie sind außerdem oft mutagen.
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und Latex-Hilfs-Chemikalien
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