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影响橡胶的疲劳老化及防护

【发布时间:2016-11-07】 【阅读次数/171】

编辑:王平    来源:橡胶板技术网

     橡胶在周期性应力和变形作用下出现损坏或发生不可逆转的结构和性能的变化现象称为疲劳老化。滚动的轮胎、转动的传动带和输送带、橡胶弹簧、减震橡胶板等都会发生疲劳老化。疲劳老化会加速橡胶制品的损坏,缩短制品的使用寿命,因此有必要了解疲劳老化产生的原因,掌握疲劳才老化的防护原理及方法。

     虽然橡胶的疲劳是因周期性机械力作用而产生的,但疲劳不是孤立存在的,在疲劳的整个过程中必然伴随着氧化或臭氧化的进行,因此可以说疲劳老化是应力、氧、臭氧和热等多种因素共同作用的结果。疲劳老化的机理既包含了机械力的作用机理还应包含了前述的热氧化机理和臭氧化机理,了解疲劳才华的机理就是要弄清这些不同老化作用之间的关系,以便能有效地预防和减缓橡胶的疲劳老化。在滚动的轮胎与地面之间以及转动的传动输送带与传动辊筒之间,由于摩擦产生的静电也会导致臭氧产生,使轮胎或胶带在发生氧化的同时也发生臭氧化,并且这种臭氧化应理所当然地补机械力活化。

     橡胶的耐疲劳性常用试样出现损坏时所经受的周期性应力或变形次数或试样在预定次数的应力周期中出现损坏时对应振幅最大值表示。前者称为疲劳耐久性,后者称为疲劳强度。橡胶的耐疲劳性与橡胶的应力应变特性及橡胶板的某些力学性能有密切关系。硫化橡胶发生疲劳老化存在一个最小临界变形值,天然橡胶硫化胶的临界变形值约为70%-80%。小于这个临界值时不易出现裂口的增长,故疲劳耐久性非常高。不同的橡胶品种其疲劳耐久性不同,不同橡胶硫化胶在周期性变形时损坏性质不同。有的橡胶产生裂口早但裂口增长速度慢,有的橡胶产生裂口晚但增长速度快。 
 
     橡胶的疲劳老化是因动态应力和应变而起,因此解决疲劳老化的防护首先要从橡胶制品胶料配方的设计入手,使硫化胶在满足综合使用性能要求的前提下,尽量提高拉伸强度、撕裂强度和拉断伸长率,使橡胶板在形变条件下具有较高的抗裂口产生和抗裂口增长强度。其次是向胶料中添加能够抵制屈扰、龟裂产生和增长的防老剂。防老剂AW、RD、BLF等是有效的屈扰-龟裂防老剂。具有优异的抗臭氧老化,这些防老剂改善了橡胶疲劳过程中结构变化的稳定性,特别是在高温条件下,它们能阻碍机械力活化氧化的进行,从而改善了橡胶的耐疲劳性。
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