Materijal koji svakodnevno koristimo ne ostaje potpuno isti samo zato što i dalje služi istoj nameni. Plastika može postati krta, metal može izgubiti sjaj, guma može očvrsnuti, a drvo promeniti oblik ili površinu. Promene nastaju zato što materijali stalno reaguju sa okruženjem, trpe mehaničko opterećenje i prolaze kroz cikluse zagrevanja, hlađenja, kvašenja i sušenja. I kada je promena spora i neprimetna, njena posledica se vremenom može jasno videti.
Okruženje stalno utiče na materijal
Materijali su tokom upotrebe izloženi vazduhu, vlazi, svetlosti i različitim temperaturama. Svaki od tih faktora može uticati na njihovu strukturu. Kiseonik iz vazduha može učestvovati u hemijskim reakcijama, voda može prodirati u pore ili izazvati promene na površini, dok sunčevo zračenje kod pojedinih materijala pokreće procese koji menjaju boju i čvrstoću.
Uticaj nije isti kod svih materijala. Neki su hemijski stabilni i dugo zadržavaju svoja svojstva, dok su drugi osetljiviji na određene uslove. Zato predmet napravljen za istu namenu može trajati veoma različito u zavisnosti od toga da li se koristi u suvoj prostoriji, na otvorenom, na suncu ili u sredini sa čestim promenama temperature.
Čak i kada nema vidljivog oštećenja, promene mogu početi na mikroskopskom nivou. Struktura se postepeno menja, a posledice postaju uočljive tek kada se nakupi dovoljno promena da utiču na izgled, elastičnost, čvrstoću ili druge osobine materijala.
Ponavljano opterećenje ostavlja trag
Svako savijanje, istezanje, pritiskanje ili udaranje može malo promeniti materijal. Jedan takav događaj često nije dovoljan da napravi vidljivo oštećenje, ali veliki broj ponavljanja može dovesti do zamora materijala. Tada se u unutrašnjoj strukturi mogu pojaviti sitne promene koje vremenom napreduju.
Kod metala se, na primer, pukotina može postepeno širiti ako se deo stalno opterećuje i rasterećuje. Kod plastike i gume ponašanje može biti drugačije, ali i oni mogu izgubiti deo prvobitne elastičnosti ili promeniti oblik. Brzina tih procesa zavisi od materijala, sile, temperature i načina korišćenja.
Zbog toga broj korišćenja često ima značaj čak i kada predmet svaki put obavlja potpuno isti zadatak. Dva jednaka dela mogu imati različit stepen očuvanosti ako je jedan korišćen mnogo češće ili pod težim uslovima.
Istovetna namena ne znači i istovetno opterećenje.
Toplota i hladnoća menjaju strukturu
Promene temperature mogu uticati na dimenzije i unutrašnje naprezanje materijala. Većina materijala se pri zagrevanju širi, a pri hlađenju skuplja, iako se intenzitet tog efekta razlikuje. Ako se takav ciklus ponavlja mnogo puta, posebno uz druge spoljne uticaje, materijal može postepeno izgubiti deo prvobitnih svojstava. Kod nekih materijala toplota ubrzava hemijske reakcije i starenje. Dugotrajno izlaganje povišenoj temperaturi može promeniti strukturu polimera, osušiti određene materijale ili ubrzati oksidaciju metala. Hladnoća, s druge strane, kod pojedinih materijala smanjuje elastičnost i povećava sklonost ka pucanju.
Zato isti predmet može imati drugačije ponašanje zimi i leti, a još veće razlike mogu nastati posle višegodišnjeg ponavljanja temperaturnih ciklusa. Materijal ne mora biti vidljivo oštećen da bi mu se promenile mehaničke osobine.
Vlaga, svetlost i hemija ubrzavaju starenje
Voda je posebno važna jer može prodreti u materijal, izazvati bubrenje ili doprineti hemijskim reakcijama. Kod metala može pospešiti koroziju, dok kod drveta utiče na sadržaj vlage i dimenzije. Kod nekih drugih materijala voda može proći kroz mikroskopske kanale ili se zadržati na površini i promeniti način na koji ona reaguje sa okruženjem.
Sunčeva svetlost, naročito ultraljubičasto zračenje, može oštetiti određene polimere i premaze. Posledica može biti promena boje, gubitak elastičnosti ili pojava sitnih pukotina. Materijali namenjeni spoljašnjoj upotrebi zato često imaju dodatke ili zaštitne slojeve koji usporavaju takve procese.
Hemikalije iz okruženja takođe mogu imati značajan uticaj. Sredstva za čišćenje, ulja, rastvarači i druge supstance mogu reagovati sa površinom ili prodrijeti u nju. Zbog toga materijal može početi da se ponaša drugačije čak i kada se predmet koristi za potpuno istu namenu kao prvog dana.
Zašto promena nije ista kod svakog predmeta?
Brzina starenja zavisi od sastava materijala, njegove obrade, debljine, površinske zaštite i uslova u kojima se koristi. Dva predmeta mogu izgledati isto, ali imati različitu strukturu ili različit kvalitet završne obrade. Zbog toga jedan može zadržati čvrstoću i izgled mnogo duže od drugog.
Važna je i kombinacija uticaja. Toplota, vlaga, svetlost i mehaničko opterećenje ne deluju uvek nezavisno. Na primer, materijal koji je već oslabljen dugotrajnim zagrevanjem može postati osetljiviji na savijanje, dok vlaga može ubrzati procese koji su sporiji u suvim uslovima.
Promena svojstava zato nije znak da je materijal prestao da bude koristan čim pokaže prve tragove starenja. To je prirodna posledica dugotrajne interakcije sa okruženjem i načinom upotrebe. Iako predmet može godinama služiti istoj svrsi, njegova unutrašnja struktura se tokom tog vremena postepeno menja, pa se menjaju i njegove osobine.
