Nova guma obično je elastična, podatna i prijatna na dodir, dok isti materijal posle više godina može postati tvrd, krut i sklon pucanju. To se ne događa zato što guma jednostavno „ostari“ kao celina, već zato što se njena unutrašnja struktura postepeno menja pod uticajem kiseonika, toplote, svetlosti, vlage i mehaničkog naprezanja. Brzina tog procesa zavisi od vrste gume, sastava proizvoda i uslova u kojima se koristi ili čuva.
Od čega je guma zapravo napravljena?
Guma nije samo jedan materijal. Kod većine proizvoda osnovu čine polimeri, odnosno veoma dugi molekuli povezani u mrežu koja omogućava elastičnost. U prirodnoj gumi važan je kaučuk dobijen iz lateksa, dok se za veliki broj proizvoda koriste različite sintetičke vrste. Njima se dodaju sumpor, punila, ulja, pigmenti, stabilizatori i druge supstance koje određuju tvrdoću, otpornost i ponašanje tokom upotrebe.
Ključna osobina je sposobnost polimernih lanaca da se pomeraju i vraćaju približno u prvobitni položaj. Tokom proizvodnje guma se vulkanizuje, pri čemu se između lanaca stvaraju poprečne veze. One sprečavaju da se materijal trajno razvuče, ali istovremeno omogućavaju da ostane elastičan. Odnos između gustine tih veza i pokretljivosti lanaca snažno utiče na osećaj mekoće.
Zbog toga dve gume koje spolja izgledaju gotovo isto mogu imati različit vek trajanja. Proizvođač može promeniti recepturu tako da proizvod bolje podnosi toplotu, ulje, sunčevu svetlost ili često savijanje. Materijal zato ne propada istom brzinom u svim uslovima, čak ni kada je reč o proizvodima iste namene.
Kiseonik polako menja polimerne lance
Jedan od glavnih procesa koji dovodi do stvrdnjavanja jeste oksidacija. Kiseonik iz vazduha može reagovati sa određenim delovima polimernih lanaca, naročito kada su prisutni toplota i svetlost. Tom reakcijom nastaju nove hemijske veze i promene u strukturi materijala, pa lanci više nisu pokretljivi kao ranije.
Kod nekih vrsta gume oksidacija može da prekida duge polimerne lance, dok kod drugih podstiče stvaranje dodatnih poprečnih veza. Upravo ta razlika objašnjava zašto starenje ne izgleda isto kod svakog proizvoda. Kada mreža postane previše umrežena ili lanci izgube prvobitnu strukturu, materijal postaje manje elastičan i tvrđi.
Toplota ubrzava starenje gume
Visoka temperatura ubrzava hemijske reakcije koje bi se na nižoj temperaturi odvijale sporije. Zbog toga guma koja se stalno nalazi pored izvora toplote može izgubiti svojstva znatno brže nego isti proizvod koji se čuva na umerenoj temperaturi. Nije presudno samo koliko je temperatura visoka, već i koliko dugo materijal tome ostaje izložen.
Toplota može uticati i na aditive koji su deo recepture. Neke komponente vremenom migriraju kroz materijal ili se troše, pa zaštita od oksidacije i drugih procesa slabi. Zbog toga se promena svojstava često ubrzava upravo kod starijih proizvoda koji su godinama bili izloženi toplim i promenljivim uslovima.
Sunčeva svetlost dodatno komplikuje proces. Ultraljubičasto zračenje može pokrenuti reakcije koje menjaju površinske slojeve gume, pa se prvo mogu pojaviti sitne pukotine, promena boje ili hrapavost. Površina tada više ne predstavlja samo estetski problem, već može biti početak dubljeg mehaničkog oštećenja.
Vlažna sredina sama po sebi nije uvek glavni uzrok stvrdnjavanja, ali u kombinaciji sa temperaturom, zagađivačima i drugim faktorima može doprineti degradaciji. Zbog toga se vek gumenog proizvoda ne može proceniti samo prema tome da li je bio na suvom ili mokrom mestu.
Zašto guma postaje krta i počinje da puca?
Kada guma izgubi deo elastičnosti, deformacija više ne može da se raspodeli kroz materijal na isti način kao ranije. Sitna oštećenja koja bi kod nove gume mogla da se „zatvore“ posle savijanja počinju da ostaju trajno prisutna. Ponovljenim opterećenjem takve mikropukotine mogu da se šire.
Kod proizvoda koji se često savijaju, rastežu ili vibriraju, ovaj proces je naročito uočljiv. Stara guma može delovati tvrdo pod prstima, ali stvarni problem je kombinacija smanjene elastičnosti i povećane osetljivosti na pucanje. Zato starost materijala nije samo pitanje izgleda ili osećaja na dodir.
Površinska promena može biti prvi znak da se unutrašnja struktura već menja. Sitne pukotine, lepljivost kod određenih vrsta, promena boje ili gubitak elastičnosti mogu ukazivati na degradaciju. Ipak, nijedan pojedinačni znak ne govori isto za sve vrste gume, jer različite formulacije stare na različite načine.
Može li se proces usporiti?
Starenje gume ne može se potpuno zaustaviti, ali se može usporiti pravilnim uslovima. Proizvod treba zaštititi od nepotrebnog izlaganja visokoj temperaturi i direktnom suncu, a način čuvanja treba prilagoditi njegovoj nameni. Važno je izbegavati i kontakt sa hemikalijama koje mogu oštetiti određenu vrstu gume.
Proizvođači zato u formulacije dodaju antioksidanse, stabilizatore i druge zaštitne komponente. Njihova uloga je da uspore hemijske reakcije koje dovode do gubitka svojstava. Međutim, zaštitni aditivi se vremenom takođe troše, pa ni kvalitetno napravljen proizvod nije imun na dugotrajno starenje.
Najvažnije je razumeti da guma ne postaje tvrđa samo zato što je dugo stajala. Kombinacija vremena i uslova kojima je bila izložena određuje koliko će se promeniti njena struktura. Zato pravilno skladištenje može značajno produžiti upotrebljivost, dok toplota, UV zračenje, kiseonik i stalno mehaničko opterećenje mogu taj proces ubrzati.
