橡膠疲勞老化的原因和預防措施

橡膠在反復多次變形的條件下所產(chǎn)生的老化現(xiàn)象，叫做疲勞老化。橡膠的疲勞老化通常是由機械力、氧化和臭氧化三種因素工作而產(chǎn)生的。橡膠的疲勞老化，其實質(zhì)是應力- 化學變化的過程。
橡膠產(chǎn)生疲勞老化的原因分析如下綜述：
在機械力的作用下產(chǎn)生機械裂解反應。由于高分子聚合物的粘滯性，使橡膠在變形周期內(nèi)，其松弛過程來不及完成，接著又進入到下一個變形周期，致使橡膠內(nèi)部變形殘留應力不斷增加。當應力梯度較大時，便會出現(xiàn)分子鏈直接斷裂而生成自由基，由此而引發(fā)橡膠分子的氧化鏈反應。
在機械力的作用下，產(chǎn)生機械活化的氧化裂解反應。橡膠在反復變形時，其機械應力會使橡膠分子鏈中的原子價力減弱，因此降低了它的氧化反應活化能。于是，加速了橡膠分子的氧化裂解反應。氧化活化能的降低，就是在疲勞過程中，機械能轉(zhuǎn)化為化學能過程的結(jié)束。
在機械力的作用下，橡膠內(nèi)部生熱加速了氧化反應。橡膠在反復變形時，產(chǎn)生滯后現(xiàn)象，引起內(nèi)耗，從而使橡膠內(nèi)部生熱，于是加速了橡膠的氧化鏈反應。
在疲勞過程中，加速了橡膠臭氧龜裂。橡膠在周期性變形的疲勞化過程中，伴隨著出現(xiàn)臭龜裂現(xiàn)象，此現(xiàn)象在高溫條件下則更為顯著。如高速行駛的汽車輪胎，其表面產(chǎn)生的龜裂，就是在疲勞過程中發(fā)生臭氧老化的結(jié)果。
對于橡膠疲勞老化的防護，是在膠料中加入一種曲撓-龜裂抑制劑，其主要作用是提高橡膠在其疲勞過程中結(jié)構變化的穩(wěn)定性，特別是在高溫條件下，這種抑制劑能夠減緩應力活化所產(chǎn)生的氧化反應和臭氧化反應。有效的抑制劑大多是一些銅和芳胺的縮合物和對苯二胺類的防老劑。在膠料配方設計時，也常采用抗氧化劑和抗臭氧化化劑并用，這也會對疲勞老化的防護產(chǎn)生良好的效果。
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