橡胶的动态疲劳

        动态疲劳性能是橡胶特有的重要力学性质。它对橡胶制品的实际使用,有重要的意义。在动态条件下工作的橡胶制品,如轮胎、防震制品等,主要是利用它优越的动态力橡胶制品长期在动态下工作,将逐渐加深动态疲劳,以致发生破坏,这种破坏称之疲劳破坏。延长橡胶制品动态下的使用寿命,即提高耐疲劳性能,是个重要的研究课题。橡胶制品耐疲劳性能与橡胶性质、配方、和疲劳条件(周期形变类型、形变频率、形变率、形变力和温度等)有密切关系。

 橡胶动态疲劳的力化学

        在周期力作用下,未填充的线构或网构橡胶,它们的分子结构或网构状态,发生显著的变化以致破坏。这是由于疲劳过程,大分子或网构发生断裂破坏,重排以及再结合等过程,导致了橡胶结构的不均匀状态。这种状态更促使橡胶结构微区中的应力分布愈趋不均化。特别是由于橡胶的粘弹性质,周期形变时,应力松弛来不及充分进行。这些因素使橡胶结构中总是保持一定的应力梯度,在多次形变下,橡胶结构将逐渐遭到破坏。

        大分子链或网构产生疲劳破坏,结果生成了大分子链段自由基,由于链段自由基又可引起一系列橡胶的力化学反应过程,导致了橡胶进一步的疲劳破坏。链段自由基与氧反应，引发了橡胶的氧化反应。实验表明，橡胶在周期力的作用下，降低了氧化活化能，加速了氧化作用。如周期力形变振幅50％，形变频率250周/分时，氧化活化能为18.1千卡/克分子，未经应力活化的，氧化活化能为21.0千卡/克分子，两者的差值便是机械能转化成化学能的结果。这是因为机械力使橡胶大分子继中的键角、键长发生形变，致使降低了氧化活化能。

        机械疲劳强度，直接影响了生成自由基的浓度和氧化速度，这可以从防老剂的消耗速度得到说明。橡胶在不同老化条件下老化过程....