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            橡胶疲劳老化的原因与防护

            时间:2022-05-21     【转载】

            橡胶在反复多次变形的条件下所产生的老化现象,叫做疲劳老化。橡胶的疲劳老化通常是由机械力、氧化和臭氧化三种因素共同作用而产生的。橡胶的疲劳老化,其实质是应力-化学变化过程。

            橡胶产生疲劳老化的原因分析:

            1)在机械力的作用下产生机械裂解反应。由于高分子聚合物的粘滞性,使橡胶在变形周期内,其松弛过程来不及完成,接着又进入到下一个变形周期,致使橡胶内部变形残留应力不断增加。当应力梯度较大时,便会出现分子链直接断裂而生成自由基,由此而引发橡胶分子的氧化链反应。

            2)在机械力的作用下,产生机械活化的氧化裂解反应。橡胶在反复变形时,其机械应力会使橡胶分子链中的原子价力减弱,因此降低了它的氧化反应活化能。于是,加速了橡胶分子的氧化裂解反应。氧化活化能的降低,就是在疲劳过程中,机械能转化为化学能过程的结束。

            3)在机械力的作用下,橡胶内部生热加速了氧化反应。橡胶在反复变形时,产生滞后现象,引起内耗,从而使橡胶内部生热,于是加速了橡胶的氧化链反应。

            4)在疲劳过程中,加速了橡胶的臭氧龟裂。橡胶在周期性变形的疲劳老化过程中,伴随着出现臭氧龟裂现象,此现象在高温条件下则更为显著。如高速行驶的汽车轮胎,其表面产生的龟裂,就是在疲劳过程中发生臭氧老化的结果。

            对于橡胶疲劳老化的防护,是在胶料中加入一种屈挠-龟裂抑制剂,其主要作用是提高橡胶在其疲劳过程中结构变化的稳定性,特别是在高温条件下,这种抑制剂能够减缓应力活化所产生的氧化反应和臭氧化反应。有效的抑制剂大多是一些酮和芳胺的缩合物(如防老化剂AWBLE等)和对苯二胺类的防老剂。在胶料配方设计时,也常采用抗氧剂和抗臭氧剂并用,这也会对疲劳老化的防护产生良好的效果。


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