一、颗粒填料的界面疲劳对硫化胶性能的影响

填充颗粒的粘合牢度与颗粒的表面性能有关，也与填充密度有关。填充密度与粘合牢度呈反比例关系，填充密度愈大，填充颗粒的动态粘合牢度愈低。这种反比例关系主要跟填充颗粒粘合界面上的作用力大小有关，即与粘合界面的疲劳程度有关。

填充颗粒界面上的应力愈大，界面微裂纹产生并扩展的可能性也愈强，填充颗粒越容易开胶脱落。填充密度直接影响单位体积内橡胶的含量，而橡胶含量的多少又直接影响了制品的力学特性。从微观力学上看，我们假定每一个填料颗粒都是橡胶分子链的一个固着点，两个固着点之间由橡胶粘合连接。

当两个固着点作相背运动时，其间的橡胶受到拉伸；而作相向运动时橡胶受到挤压。由于橡胶具有应力滞后效应，在每一次的应力传递过程中都会有能量损耗，即通过分子链间的摩擦作用把机械力转化为热能而耗散。这种力学损耗在宏观上与橡胶沿作用力方向上的厚度有线性关系，作用力方向上的橡胶层厚度愈大，参与内摩擦的分子就愈多，应力损耗也就愈多。

由此可以理解，作用力从一个颗粒传递到另一颗粒上时，其强度将受到橡胶相的消耗，消耗的多少与传递路线上橡胶的厚度呈线性关系。如图6填料分布密度与橡胶含量的对应关系所示：

当应力从填料颗粒A向B传递时，因为A－B之间的间距小，橡胶厚度小，能量损耗也低，到达B颗粒上的应力降低不大，因而AB两个颗粒的界面上所受到的作用力也相差不大；当应力自B颗粒向C颗粒传递时，由于从B点到C点的距离较远，应力传递路线上橡胶的厚度很大，应力的消耗也相应增大，能够作用于C颗粒界面上的应力已经变得很小。

耐磨性填料的耐磨性来源于两种不同的填料，一类是石墨、二硫化钼等软质润滑性物质，一类是硬质矿物材料。硬质磨料是通过硬质颗粒本身的耐磨性对硫化胶进行保护而实现的。硬质颗粒的存在使硫化胶的磨损在一定程度上转化成了对硬质颗粒的剪切，而这种剪切磨损作用的大小，取决于硬质颗粒跟橡胶的结合牢度以及填料本身的耐切割强度。只有当硬质颗粒脱落或磨损后，摩擦才有机会直接作用于橡胶分子上，或者说，当硬质填料与橡胶粘着良好时，由于橡胶的硫化收缩，硬质磨粒会凸出于橡胶的表面，此时，摩擦的作用力不能直接作用于橡胶上，而是通过填料间接地作用于填料颗粒与橡胶的粘合界面上，并进而转化为粘合界面的扯离—压缩作用力。因此，以硬质填料填充的硫化胶的磨损，实质上是硬质颗粒的脱粘，硫化胶的磨损寿命应主要以硬质填料的粘合牢度（脱落速度）来衡量....