الشيخوخة الأوزون هو تدهور أداء المواد ( وخاصة المطاط والبلاستيك وغيرها من المواد الجزيئية العالية ) تحت تأثير الأوزون . العوامل الرئيسية التي تؤثر على الشيخوخة الأوزون يمكن تلخيصها على النحو التالي : الظروف البيئية ، خصائص المواد ، القوى الخارجية و العوامل الزمنية .

أولاً - الظروف البيئية

تركيز الأوزون

تأثير مباشر : ارتفاع تركيز الأوزون ، المزيد من الجزيئات النشطة في اتصال مع المواد ، وتسريع معدل الأكسدة ، وزيادة درجة الشيخوخة .

السيناريوهات النموذجية : تركيز الأوزون في المناطق الصناعية و الضباب الدخاني الكيميائي الضوئي في المناطق الحضرية هي أعلى من ذلك بكثير .

درجة الحرارة

تسريع العمل : ارتفاع درجة الحرارة يمكن أن تزيد من نشاط جزيئات الأوزون و القدرة على الحركة الحرارية من جزيئات المواد ، وتعزيز عملية الأكسدة .

النقطة الحرجة : عندما تكون درجة الحرارة أعلى من درجة حرارة التحول الزجاجي ( تيراغرام ) من المواد ، سلسلة الجزيئية الحركة تكثيف الأوزون هو أكثر عرضة للهجوم على سطح المواد ، مما يؤدي إلى تكسير أو كسر .

رطوبة

تأثير مزدوج

الرطوبة العالية : جزيئات الماء قد تخترق المواد الداخلية ، وتشكيل الشقوق الصغيرة أو تسريع حل الأوزون ، وزيادة الشيخوخة .

انخفاض الرطوبة : الأوزون هو أكثر استقرارا في بيئة جافة ، ولكن تركيز الأوزون على سطح المواد المحلية قد ترتفع بسبب كهرباء الامتزاز .

التآزر : عندما الرطوبة ودرجة الحرارة العمل معا ( على سبيل المثال ، في درجة حرارة عالية ورطوبة عالية البيئة ) ، معدل الشيخوخة قد يكون أسي النمو .

الإضاءة

photooxidation التآزر : عندما الأشعة فوق البنفسجية ( الأشعة فوق البنفسجية ) و الأوزون العمل معا ، photooxidation التآزر الشيخوخة قد يؤدي إلى تسريع تدهور سطح المواد .

مشهد نموذجي : في الهواء الطلق المواد ( مثل الاطارات المطاطية ، الأنابيب البلاستيكية ) تحت أشعة الشمس ، والشيخوخة الأوزون photoaging يحدث في نفس الوقت .

خصائص المواد

التركيب الكيميائي

السندات غير المشبعة : المواد التي تحتوي على سندات مزدوجة ( ج = ج ) أو ثلاثة السندات ( ج ≡ ج ) ( مثل المطاط الطبيعي ، سبر ) هي أكثر عرضة للهجوم من قبل الأوزون ، سلسلة كسر أو عبر ربط رد الفعل .

المشبعة هيكل : البولي ايثيلين والبولي بروبيلين وغيرها من المواد الهيدروكربونية المشبعة أقل حساسية الأوزون ، ولكن إضافات ( مثل مضادات الأكسدة ) قد تؤثر على مقاومة الأوزون .

الوزن الجزيئي والتوزيع

انخفاض الوزن الجزيئي المواد : أقصر سلسلة الجزيئية ، الأوزون الهجوم بسهولة أكبر على شكل الشقوق الصغيرة ، مما أدى إلى انخفاض سريع في الأداء .

توزيع الوزن الجزيئي على نطاق واسع : يمكن تسريع الشيخوخة المحلية بسبب تفاوت حركة السلسلة .

إضافات وصياغة

وكيل المضادة للأوزون : مثل البارافين ، الجريزوفولفين الشمع وغيرها من وكلاء الحماية المادية ، يمكن أن تشكل على سطح المواد فيلم واقية ، عزل الأوزون الاتصال .

مثبت : مثل امتصاص الأشعة فوق البنفسجية ، ومضادات الأكسدة ، وما إلى ذلك ، يمكن أن تقلل بشكل غير مباشر من معدل الشيخوخة الأوزون .

حشو : أسود الكربون وغيرها من المواد يمكن أن تزيد من مقاومة الأوزون ، ولكن الإفراط في استخدام قد يقلل من المرونة .

القوة الخارجية

ساكنة تمتد

تركيز الإجهاد : المواد في حالة الشد ، سطح microcracks من السهل أن تنتشر في الشقوق العيانية ، الأوزون على طول الشقوق تسلل تسارع الشيخوخة .

مشهد نموذجي : ختم الشريط ، خرطوم من المطاط ، وما إلى ذلك لفترة طويلة في حالة الشد أجزاء .

دينامية التعب

بالتناوب الإجهاد : المواد في تكرار الانحناء ، والاهتزاز ، أو عملية الاحتكاك ، سطح الضرر الجزئي ، الأوزون من خلال موقع الضرر المتعمق في الداخل ، مما يؤدي إلى التعب والشيخوخة .

مشهد نموذجي : دينامية المشهد استخدام السيارات تعليق أجزاء ، سيور ناقلة ، الخ .

ارتداء الميكانيكية

سطح الضرر : الاحتكاك ، كشط ، وغيرها من الإجراءات الميكانيكية قد تدمر سطح طبقة واقية من المواد ( مثل مكافحة الأوزون وكيل الفيلم ) ، وزيادة خطر تسرب الأوزون .

رابعاً - العوامل الزمنية

وقت التعرض

الآثار التراكمية : الأوزون الشيخوخة هو عملية تدريجية ، يعد التعرض ، وتدهور أداء المواد أكثر وضوحا .

عتبة تأثير : بعض المواد قد لا تتغير بشكل ملحوظ في المدى القصير التعرض ، ولكن سوف تظهر فجأة فشل بعد تجاوز الوقت الحرج .

مرحلة الشيخوخة

الحث الفترة : جزيئات الأوزون تدريجيا كثف ونفذت على سطح المواد دون تغيير واضح في الأداء .

تسريع المرحلة : سطح microcracks تتشكل وتنتشر .

فترة الاستقرار : نمو الكراك تميل إلى أن تكون مستقرة ، وتدهور معدل الأداء يتباطأ .

خامساً - عوامل أخرى

ملوث

أكسيد النيتروجين ( NOX ) : يتفاعل مع الأوزون لإنتاج الجذور الحرة التي تزيد من أكسدة .

المركبات العضوية المتطايرة : قد تشارك في التفاعلات الكيميائية الضوئية التي تؤثر بشكل غير مباشر على تركيز الأوزون التوزيع .

حالة سطح المواد

خشونة السطح : سطح خشن من السهل استيعاب الأوزون ، وزيادة التركيز المحلي .

النظافة : التلوث النفطي والغبار وغيرها من الملوثات قد تغطي طبقة واقية ، والحد من مقاومة الأوزون .

طلب اقتراح

اختيار المواد : وفقا لاستخدام البيئة ( على سبيل المثال ، تركيز الأوزون ، ودرجة الحرارة مجموعة ) اختيار المواد المقاومة الأوزون ممتازة ( على سبيل المثال ، النيوبرين ، EPDM ) .

الصيغة الأمثل : إضافة مضاد للأوزون ، مثبت ، الخ ، وتحسين القدرة على حماية المواد .

التصميم الهيكلي : تجنب المواد في حالة الشد أو التعب الديناميكي لفترة طويلة ، والحد من تركيز الإجهاد .

السيطرة على البيئة : اتخاذ تدابير للحد من تركيز الأوزون مثل التهوية ، والترشيح ، وما إلى ذلك في بيئة حساسة للأوزون ( مثل المختبرات ، ورشة عمل الإنتاج ) .