1) A kutatáshoz a tehergépkocsi gumiabroncsok futófelületéből vízsugarasan őrölt, gumiabroncs őrletet választottunk (az Aquajet Kft. biztosította). Ennek oka, hogy a vízzel történő őrlés nagyobb fajlagos felületet biztosít más őrlési módszerekhez képest. Ez eredményesebb besugárzási hatásokat jelent, azaz az anyag tömegére vetítve több funkciós csoport várható a gumirészecskék felületén. 2) A besugárzást szobahőmérsékleten és légköri körülmények között végeztük. A dózisteljesítmény 2 kGy/h volt, és a helyiség levegőjét óránként hatszor cseréltük, hogy mindig legyen elegendő oxigén a funkciós csoportok kialakításához a gumirészecskék felületén. A vizsgált dózisok az irodalmi adatok alapján a következők voltak: 20, 40, 60, 80, 100, 250, 500, 750 és 1000 kGy. 3) E besugárzás felületmódosító hatását közvetett módon határoztuk meg. A besugárzott őrleményt friss gumihoz kevertük, majd azt vulkanizáltuk. A felület aktivált mivoltára a kialakult mechanikai tulajdonságokból következtettünk, amelyek közül a szakítószilárdság növekedése a legjobb mutatója a határfelületi kölcsönhatások minőségének. A mérések alapján az optimális besugárzási dózis 40-60 kGy körül van. 4) Annak érdekében, hogy mélyebben megértsük a gumiőrleményben a sugárzás hatására bekövetkezett változásokat, Horikx-elemzést végeztünk a Soxhlet extrakció és a duzzadási vizsgálatok eredményeinek felhasználásával. Ez az elemzés alkalmas arra, hogy meghatározzuk a véletlen láncbontás és a szelektív keresztkötés-szakadás arányát. Az eredmények alapján megállapítható, hogy 100 kGy dózisig a keresztkötések szelektív hasadása dominált, ami azt jelenti, hogy a kénes keresztkötések szelektíven szakadtak fel. A keresztkötés-sűrűség az elnyelt dózis növekedésével csökken, míg az oldható tartalom változatlan marad. 100 kGy felett a számított értékek arra utalnak, hogy a keresztkötések szakadása kevésbé volt domináns, hanem a véletlen lánchasadás került előtérbe.

A gumiőrlemény tartalmú gumikeverékek szakítószilárdsága a gammasugárzás dózisának függvényében

1) A gumiőrlemény levegőben történő besugárzásánál célunk a felület aktiválása volt, ami 100 kGy dózisig volt hatékony. E fölött az örlet degradációja korlátozta a lehetséges alkalmazásokat. Ennek alapján vizes közegben is végeztünk besugárzási kísérleteket 100 kGy-ig. Ahhoz, hogy a kezelés hatékony és sikeres legyen, a vizes közeghez folyamatos levegőbuborékoltatást biztosítottunk, és kis mennyiségű felületaktív anyagot használtak a stabil szuszpenzió elérése érdekében. 2) A vizes besugárzás előnye, hogy egy vízsugaras őrlési lépés után beilleszthető a gyártási folyamatba, de ezt követően az őrleményt a további feldolgozáshoz meg kell szárítani. A kezelést követően a vizes szuszpenziókat 615 MN típusú redős szűrőpapíron keresztül szűrtük, majd szobahőmérsékleten levegőn tömegállandóságig szárítottuk. Az ezt követő vizsgálatok megerősítették, hogy ez a kíméletes szárítási módszer megőrizte az aktív csoportokat a felületen. 3) A besugárzott mintákban a szárítás után bekövetkezett szerkezeti változásokat Horikx-elemzéssel mutattuk ki. Kimutattuk, hogy a levegőn történő besugárzáshoz hasonlóan a keresztkötés-sűrűség a dózis növekedésével csökken, míg az oldható szilárdanyag-tartalom nem tér el jelentősen a referenciától. Ez megerősíti a szelektív térháló-bontás nagy arányát, ami rendkívül kedvező az újrahasznosítás szempontjából. 4) A kezelt gumiőrleményt friss gumival kevertük össze, vulkanizáltuk és vizsgáltuk a mechanikai és morfológiai tulajdonságokat. Az eredmények hasonlóak voltak a levegővel történő besugárzással kapott eredményekhez, azzal a lényeges különbséggel, hogy a kedvező mechanikai tulajdonságok már alacsony dózisoknál (20-40 kGy) is megfigyelhetőek voltak. Ez azt mutatta, hogy a vizes közegben történő felületaktiválás is hatékony és ez a módszer gazdaságosabb is a levegőn történő besugárzásnál.

A gumiőrleményt tartalmazó vulkanizátumok szakítószilárdsága.