橡膠疲勞老化的原因和預(yù)防措施

橡膠在反復(fù)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(jī)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(shí)質(zhì)是應(yīng)力- 化學(xué)變化的過(guò)程。
橡膠產(chǎn)生疲勞老化的原因分析如下綜述：
在機(jī)械力的作用下產(chǎn)生機(jī)械裂解反應(yīng)。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(guò)程來(lái)不及完成，接著又進(jìn)入到下一個(gè)變形周期，致使橡膠內(nèi)部變形殘留應(yīng)力不斷增加。當(dāng)應(yīng)力梯度較大時(shí)，便會(huì)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(yīng)。
在機(jī)械力的作用下，產(chǎn)生機(jī)械活化的氧化裂解反應(yīng)。橡膠在反復(fù)變形時(shí)，其機(jī)械應(yīng)力會(huì)使橡膠分子鏈中的原子價(jià)力減弱，因此降低了它的氧化反應(yīng)活化能。于是，加速了橡膠分子的氧化裂解反應(yīng)。氧化活化能的降低，就是在疲勞過(guò)程中，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能過(guò)程的結(jié)束。
在機(jī)械力的作用下，橡膠內(nèi)部生熱加速了氧化反應(yīng)。橡膠在反復(fù)變形時(shí)，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(yīng)。
在疲勞過(guò)程中，加速了橡膠臭氧龜裂。橡膠在周期性變形的疲勞化過(guò)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(chē)輪胎，其表面產(chǎn)生的龜裂，就是在疲勞過(guò)程中發(fā)生臭氧老化的結(jié)果。
對(duì)于橡膠疲勞老化的防護(hù)，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(guò)程中結(jié)構(gòu)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(yīng)力活化所產(chǎn)生的氧化反應(yīng)和臭氧化反應(yīng)。有效的抑制劑大多是一些銅和芳胺的縮合物和對(duì)苯二胺類的防老劑。在膠料配方設(shè)計(jì)時(shí)，也常采用抗氧化劑和抗臭氧化化劑并用，這也會(huì)對(duì)疲勞老化的防護(hù)產(chǎn)生良好的效果。
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