Wpływ migracji powierzchniowej alifatycznych kwasów karboksylowych na właściwości tribologiczne wulkanizatów kauczuku butadienowo-styrenowego

Przedmiotem badań była migracja alifatycznych, liniowych kwasów karboksylowych w matrycy kauczuku butadienowo-styrenowego (SBR) i jej wpływ na właściwości tribologiczne wulkanizatów. Właściwości tribologiczne w mikro- i makroskali były korelowane zarówno z właściwościami wynikającymi z obecności kwasów w matrycy elastomeru jak i powstawania wykwitu na powierzchni wulkanizatów. Zmiany właściwości matrycy elastomeru opisywane były obniżeniem temperatury zeszklenia (deltaT(G)), oznaczonej metodą DSC. Grubość wykwitów oznaczana była metodą mikroindentacji z zastosowaniem aparatu NanoTest 600. Morfologia powierzchni wykwitów badana była techniką mikroskopii sił atomowych (AFM). Tarcie w skali mikroskopowej badane było również z użyciem aparatu NanoTest 600, pracującego w skojarzeniu ciernym kulka stalowa-płaszczyzna gumowa. Tarcie w skali mikroskopowej jest wrażliwe na właściwości warstwy wierzchniej, o czym świadczy uzyskana zależność współczynnika tarcia od mikrochropowatości (R(ms)) i nośności powierzchni (B). Do badań w skali makroskopowej użyto tribometru T-05 o skojarzeniu ciernym rolka gumowa-klocek stalowy. Zaobserwowano zależność siły tarcia od dwu konkurencyjnych efektów: plastyfikacji matrycy, powodującej wzrost współczynnika tarcia i efektu smarującego wykwitu kwasu, zmniejszającego siłę tarcia.

---

Surface migration of aliphatic, linear carboxylic acids in styrene-butadiene rubber (SBR) matrix was investigated together with its tribological consequences. Macro- and microtribological properties were correlated with properties, both orginated from presence of acids in the elastomer matrix and their bloom on the surface of rubber. Plastification effect was estimated as an decrease of glass transition temperature (deltaT(G)), measured by DSC method. Thickness of the blooms was determined with microindentation technique. Atomic force microscopy was used for examination of the blooms morphology. Microfriction was also measured using NanoTest 600 apparatus, operating with steel ball on the rubber plate friction pair. Micrifriction was found being result of the surface layer properties. Correlation with microroughness (R(ms)) and bearing area (B) was determined together with effect of interactions with the elastic substrate. Macrofriction was studied using T-05 tribometer, working with steel block on the rubber ring friction pair. Macrofriction was found being correlated with two opposite effects: plastification - producing an increase of friction and bloom lubrication effect - reducing friction.