Волгоградские ученые разработали метод быстрой оценки качества резины

Исследователи из Волгоградского государственного технического университета представили новую методику испытания качества шин, уплотнителей и различных резиновых изделий. В отличие от общепринятых подходов, на выполнение которых требуется несколько часов, инновационный способ позволяет проверить устойчивость резиновых материалов к воздействию озона — газа, способного разрушить резину, — всего за 25–30 минут. Результаты опубликованы в журнале Fine Chemical Technologies.

Резиновые изделия подвержены разрушению под воздействием озона — газа, состоящего из трех атомов кислорода. В атмосфере озон образуется, в том числе, из автомобильных выхлопов под влиянием солнечных лучей. Особенность молекулы озона в ее нестабильности: она быстро распадается, высвобождая атомарный кислород, являющийся мощным окислителем. Это вещество разрушает полимерные цепи в резине, что приводит к порче материала. Особенно заметно воздействие озона на шины, уплотнители и другие компоненты, используемые на открытом воздухе. Поэтому устойчивость к озону считается одним из ключевых показателей долговечности и качества резиновых изделий.

Как подчеркивают специалисты, существующие способы тестирования резины на устойчивость к озону отличаются громоздкостью, требуют значительных затрат времени и сложного оборудования. Обычно оценка состояния материала проводится визуально — эксперт фиксирует момент появления первых трещин, что привносит субъективность в итоговый результат.

Исследователи из Волгоградского государственного технического университета представили инновационный способ определения устойчивости резины к воздействию озона. Он базируется на физической модели, описывающей двухэтапное разрушение материала: в начале озон повреждает поверхность, создавая микроскопические очаги коррозии, которые затем увеличиваются, а появившиеся трещины проникают вглубь изделия.

«Методика характеризуется экспрессностью: длительность испытания не превышает 25–30 минут. Аналогов не существует. Есть только другие подходы для определения характеристик озоностойких резин специального назначения, но они требуют длительного времени и металлоемкого оборудования. Наш метод предназначен для резин общего назначения», — сообщил исполняющий обязанности заведующего кафедрой “Общая и неорганическая химия” ВолгГТУ Олег Тужиков.

Для реализации новой методики ученые разработали автоматизированную установку ТОМ‑1000. Аппарат самостоятельно растягивает резиновый образец, обрабатывает его озоном и фиксирует все изменения, рассчитывая коэффициент устойчивости материала к озону в количественном выражении.

В дальнейшем разработчики планируют наладить серийное производство установок ТОМ‑1000 в России. Это даст предприятиям возможность быстро и эффективно контролировать качество резиновой продукции, сокращая время испытаний и снижая расходы на приобретение оборудования.

Исследование поддержано Российским научным фондом, а также грантами Министерства науки и высшего образования РФ и Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере.