化学 ゴムの熱劣化について

ゴムの劣化について教えてください。加熱促進実験をするつもりです。

条件は酸素状況下で恒温槽にゴムをそのまま入れて，60℃くらいで数日おきます。

この場合，反応速度論のどの式に当てはまるでしょうか。教えてください。
（k=[A]^2,k=[A][B]などの式です。 ）

また，ゴムの表面積や大きさによって劣化の度合い（劣化度）は変わるのでしょうか？

もう一つ，ゴムの種類，温度，酸素量，時間以外の外的要因でゴムの劣化度をかえるものは
あるのでしょうか。

回答よろしくお願いします。

質問者からの補足コメント

• 反応速度論の式について
  
  v=k[A][B]でした。
  
  すみませんでした。

    補足日時：2018/06/20 18:03

No.2 ベストアンサー 回答者： psa29 回答日時： 2018/06/20 08:27

一般的な加熱促進試験結果の解析で、速度式をそのまま使うことはないと思います。

質問者さんが示された（k=[A]^2,k=[A][B]などの式）は、
正しくは、反応速度v=k[A][B]という式を想定しているのですよね。
速度定数kは、質問者さんが示されたようにはなりません。

加熱促進試験においては、アレニウス則を利用する事例が
一般的です。
複数の加熱温度で、劣化促進させてアレニウスプロットを作成します。

そのために、まず劣化の度合いをどのように評価するかを決めなければなりません。

空気中（酸素存在下）での加熱なので、ゴム表面は酸化されます。
酸化によって生成するカルボキシル基などの官能基をIR分析するとか
力学的（例えば引っ張り強度）な測定をするとかです。
ゴムの場合は、力学的な測定事例の方が多いのではないでしょうか・・・

加熱促進期間に劣化が進み、それを評価できることが不可欠です。
60℃で数日加熱した時に、加熱前とほとんど測定値に変化がなければ
解析することができません。

具体的な解析方法については添付資料を参照してください。
http://www.inss.co.jp/wp-content/uploads/2017/03 …加熱促進試験%27

添付資料の図６のアレニウスプロットを作成してください。
そして、それが直線になることを確認してください。

＞ゴムの表面積や大きさによって劣化の度合い（劣化度）は変わるのでしょうか？

質問者さんの対象とされているゴムがどのようなものかが分かりませんが、
天然ゴムのように分子内に２重結合有するゴムでは、
空気中にごく微量に存在するオゾンや酸素の影響を大きく受けます。

それらは、ゴム表面から劣化を進行させるので、表面積の大きいので、
薄いシート状なのか？ 丸棒などかによって促進度合いは変化する可能性があります。

形状因子を考慮した促進試験に関する報告書がある電気メーカーから
公表されています。（私が開示することはできませんが・・・）

しかし、一般的にはそれほど重要視されて居ないと思います。
厳密には、形状は影響を受けますが、どこまで質問者さんが
厳密性を要求するかですね。

＞外的要因でゴムの劣化度をかえるもの

ウレタンゴムやアクリルゴムのようなものでは、湿度の影響を
大きく受けます。

無負荷なのか、歪みを与えた状況なのかも劣化度合いに影響を与えます。
特に２重結合有するゴムでのオゾン劣化ではひずみの影響が顕著です。

https://www.packing.co.jp/GOMU/gomuo3-1.htm

http://www.ontech.jp/column/theme01/column39.php

この回答へのお礼

回答ありがとうございました。

ご指摘いただいたとおり質問に不備がありました。すみませんでした。

お礼日時：2018/06/20 18:02

No.1 回答者： doc_somday 回答日時： 2018/06/19 23:42

＞表面積や大きさ

表面積と大きさは同じ事の裏返しです、分散すれば表面積が大きくなります。
＞……以外の外的要因でゴムの劣化度をかえるもの
野外なら太陽光が全てに先立ちますが、保温層の中でそれは無いでしょうね。触媒も使わないようですし。装置を揺らしたりすることも無いでしょう。

この回答へのお礼

回答ありがとうございました。

わかりやすかったです。

お礼日時：2018/06/20 17:57