Bedeutung und Prüfung
Ozon ist ein farbloses und giftiges Spurengas und schützt als Ozonschicht in unserer Atmosphäre vor der schädlichen UV-Strahlung der Sonne. Es besteht aus drei Sauerstoffatomen und ist hoch reaktiv. Die chemische Formel lautet O3. In Bodennähe entsteht Ozon durch komplexe, photochemische Prozesse und schädigt in entsprechender Konzentration neben der Gesundheit von Lebewesen auch Pflanzen und Materialien.
Insbesondere stark ungesättigte Polymere, vor allem NBR, NR und SBR sind betroffen. Ausschlaggebend sind die in den ungesättigten Elastomeren enthaltenen Doppelbindungen der Polymer-Hauptkette. Diese werden durch das Ozongas leicht aufgespalten und reagieren mit den Sauerstoffatomen des Ozons. Selbst eine umwelttypische Ozonkonzentration führt bei zusätzlicher Spannungsbelastung der Bauteile zu den sogenannten Ozonrissen, tiefe Risse senkrecht zur Spannungsrichtung.
Bedeutung für die Anwendungstechnik
In der Praxis tritt dies insbesondere an vormontierten, also gedehnten NBR-Dichtungen auf, die ungeschützt der Umgebung ausgesetzt sind. Bereits bei einer Dehnung von 3-5% und Kontakt mit ozonhaltiger Luft im freien Austausch, entstehen die typischen Schäden an den Bauteilen.
Ozongeschützte Elastomere enthalten Ozonschutzmittel, beispielsweise Alterungsmittel und Ozonschutzwachse, die als „Bauernopfer“ vorranging mit dem umgebenden Ozon abreagieren. Dieser Schutz hält jedoch, je nach Ozonkonzentration, nur über eine begrenzte Zeit, bis das Ozonschutzmittel aufgebraucht ist.
Ozonprüfungen geben Aufschluss über die Ozonbeständigkeit von Werkstoffen und erlauben es, die Wirksamkeit eines verwendeten Ozonschutzes zu bewerten.
Die Ozonprüfung
(DIN) ISO 1431 beschreibt Verfahren zur Bestimmung des Widerstandes von Elastomeren oder thermoplastischen Elastomeren gegen Ozonrissbildung. Sie ersetz die auch bekannte DIN 53509 und beschreibt statische und dynamische Prüfungen. DIN EN ISO 7326 definiert unterschiedliche Prüfverfahren für die Untersuchung von Schläuchen.
Bei der Prüfung auf Ozonbeständigkeit werden die Werkstoffproben nach Vorgabe gedehnt und für eine festgelegte, begrenzte Zeit einer definierten Ozonkonzentration ausgesetzt. Nach Ablauf der Prüfung untersuchen wir die Proben auf Risse.
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Weitere Informationen zum Schadensbild der Ozonrisse finden Sie in unseren Fachberichten.
Ozonrisse an elastomeren Dichtungen und Bauteilen
Im Beitrag finden Sie Hintergrundwissen zum Schadensbild der Ozonrisse und erfahren, wie Sie diesen Schaden von anderen Beschädigungen am Bauteil abgrenzen können. Wir informieren über Prüfmöglichkeiten und geben Tipps, wie Ozonrisse in der Praxis verhindert werden können.
