橡胶疲劳老化的原因和预防措施

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工作而产生的。橡胶的疲劳老化，其实质是应力- 化学变化的过程。
橡胶产生疲劳老化的原因分析如下综述：
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。
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。
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。
在疲劳过程中，加速了橡胶臭氧龟裂。橡胶在周期性变形的疲劳化过程中，伴随着出现臭龟裂现象，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曲挠-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铜和芳胺的缩合物和对苯二胺类的防老剂。在胶料配方设计时，也常采用抗氧化剂和抗臭氧化化剂并用，这也会对疲劳老化的防护产生良好的效果。
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