В настоящее время нет общепринятых методов определения термостабильности каучуков. Например, для характеристики стабильности бутадиен-стирольного каучука применяют следующие виды испытанийся условной и определяется конструкцией и чувствительностью прибора. Фирма "Гудьир" характеризует стабильность каучука временем, в течение которого его образец поглощает кислород в количестве 0,5 или 1 % от массы каучука при температуре 90 или 100 °С.

С помощью дериватографа (метод ТГА) стабильность каучука можно оценить по температуре начала окисления полимера и величине температуры максимального окисления. Для исследования термического старения полимеров можно использовать систему, состоящую из термогравиметрического анализатора и масс-спектрометра, подключенного к компьютеру.

Предлагается также использовать для оценки величины индукционного периода окисления полимеров метод, основанный на измерении в изотермических условиях времени до начала подъема температуры за счет экзотермического эффекта реакции окисления.

Разработан [33] вискозиметрический метод определения индукционного периода при термическом окислении полимеров. Разрешающая способность метода сравнима с разрешающей способностью хемилюминесценции и выше разрешающей способности ДСК и ИКС.

Период индукции может быть выражен в терминах изменения химической структуры или ухудшения физических свойств. Его можно определить, временем, в течение которого в полимере возникает некоторая произвольно выбранная концентрация химических групп, например карбонильных групп в полиолефинах или виниленовых групп в галогенсодержащих полимерах. Период индукции может быть определен также как время, требуемое для произвольно выбранного фиксированного изменения некоторого физического свойства, например вязкости расплава; пропускания или отражения света в янтарно-желтом диапазоне длин волн (575-625 нм) - для полимера на основе винилхлорида. В первом случае можно получить вполне адекватные результаты путем простых измерений показателя текучести расплава, во втором - достаточно сравнения невооруженным глазом с образцами стандартного цвета.Определение коэффициента индукции, который показывает характер изменения молекулярной массы или характеристической вязкости полимера в индукционном периоде.
Использование Кшд не всегда возможно, так как в ряде случаев при старении полимера образуется гель.

Основным методом испытания стабильности каучуков является тепловое старение при 100 °С в течение определенного времени (48 и 96 часов) с последующей оценкой пластоэластических свойств полимера (жесткости по Дефо, вязкости по Муни, восстанавливаемости, пластичности по Карреру). Тепловое старение каучуков проводят в шкафах с принудительной вентиляцией. Недостатком этого метода является необходимость иметь большие образцы каучука - 200-300 г.

В последние годы широкое распространение получил метод определения стабильности по индексу сохранения пластичности (ИСП). Измерение пластичности осуществляется на быстродействующем пластометре Уоллеса. Наличие специального малоинерционного термостата, настольных микровальцев и потребность в малом количестве каучука (20 г) для анализа привлекают особое внимание к этому методу.

По величинам молекулярных масс М0 (исходная) и Mt (после старения) можно рассчитать [34] среднее число распадов цепи на макромолекулу ($)

S = Мо/М, - 1. Если эти же данные интерпретировать в виде линейной зависимости на начальном участке (/<30 мин), уравнение прямой (при г2=0,990) позволяет рассчитать константу к0, как для реакции нулевого порядка:

Последнее уравнение показывает, что ИСП зависит не только от константы скорости окисления, но и от исходной пластичности каучука.

Изменение содержания геля при старении. Содержание геля является важной характеристикой, так как даже небольшое количество геля оказывает существенное влияние на качество каучука и вулканизатов. Поэтому количественное определение геля относится к необходимым методам оценки технологических свойств каучука и его стабильности. Существующие методы можно разделить на две группы:

• Определение геля по количеству нерастворимой части каучука с помощью сетчатых металлических клеток. Образец каучука помещают в специальную клетку с определенным размером ячейки, клетку выдерживают в растворителе для удаления зольфракции, затем сушат и взвешивают. Такая методика дает возможность замерить также величину набухания геля, характеризующую его плотность.

• Определение по количеству растворимой части, перешедшей в растворитель. Метод заключается в растворении образца без применения клетки с последующим фильтрованием раствора через специальное сито. В полученном растворе определяют концентрацию каучука, после чего рассчитывают содержание геля.

Фирма "Гудьир" проводит определение геля следующим образом. Навеску 1 г каучука помещают в 100 мл толуола и хранят в растворителе в течение 48 ч в темноте при комнатной температуре, время от времени взбалтывая. По истечении времени раствор фильтруют через сито с размером ячеек 100 меш, отфильтрованный раствор в количестве 25 мл испаряют до постоянной массы W. Количество геля G рассчитывают по формуле

Результаты лабораторных исследований стабильности полимеров (величины периодов индукции и скорости поглощения кислорода, потери массы и др.) необходимо всегда сопоставлять с изменением их физико-механических свойств: морозостойкости, ударной прочности, относительного удлинения при разрыве и модуля упругости. В ряде случаев представление об устойчивости полимеров можно получить путем определения диэлектрических свойств.

Содержание влаги и золы в каучуках определяют различными термическими методами в соответствии с ГОСТ на каждую марку каучука. Фирмой "Sartorius Instruments" разработан прибор МА-50 для быстрого и точного (до 100 млн"1) определения содержания влаги и примесей методом термогравиметрического анализа [35].