一．疲劳老化的概念

   指在多次变形条件下，使橡胶大分子发生断裂或者氧化，结果使橡胶的物性及其他性能变差，最后完全丧失使用价值，这种现象称为疲劳老化。

    发生疲劳老化最突出的地方是轮胎的胎侧。随着轮胎每转一圈，经历压缩、伸张不断变形，这种情况下发生疲劳老化。

二．疲劳老化的机理

1．应力引发（机械破坏理论）

    当橡胶受到机械力作用时，由于橡胶网络结构的不均匀性，导致产生应力分布不均匀的现象，使局部产生应力集中，结果造成局部的分子链被扯断。这种情况尤其当橡胶处于周期性的变形时更为突出。因为这时橡胶分子链来不及松弛，应变对应力有一滞后角，在分子链中总是保持着一定的应力梯度，从而使分子链容易发生断裂，当分子链被扯断后，生成游离基，引发产生氧化链反应。

  橡胶的低温塑炼也属这种情况，在机械力的作用下，分子链断裂（在低温条件下，又可引发氧化作用）。

2．应力活化（力化学理论）

   当橡胶分子链处于应力作用时，由于机械力作用于分子链中原子的价力使其减弱，结果使橡胶氧化反应活化能降低，活化了氧化过程。

  在多次变形条件下，即可发生应力引发，又可发生应力活化，但二者发生的情况不同：一般，温度高、振幅小、频率低、氧的浓度大的条件下，以应力活化为主，反之以应力引发为主。

三．影响疲劳老化的因素

1．频率与振幅越高 ，越易疲劳老化。

    频率越高，应力松弛能力下降，易产生应力集中，导致应力引发，易疲劳老化。

     振幅增加，易应力活化，容易疲劳老化。振幅增加，应力活化活化能下降，越易疲劳老化。

2．温度

温度的影响可分为两个方面：

a．温度越高，分子的活动性越强，应力松弛速度越快（应力集中情况下降） ，不易产生应力集中，引起断链机会下降，不易发生疲劳老化。

B．温度升高， 疲劳生热的散出就困难， 使温度进一步升高， 越易产生热机械破坏， 热氧化提高，疲劳老化加快。

    温度从两个方面影响疲劳老化，温度低以 a 为主，温度高以 b 为主。总的看来，温度升高，加剧疲劳老化。

3．空间介质

氧气：易导致疲劳老化

惰性气体和氮气：疲劳老化缓慢

4．填料及补强剂的活性

  活性越大对橡胶分子吸附作用越强，在粒子表面形成一层致密结构，使体系中大分子运动性下降，应力松弛能力下降，易产生应力集中，容易导致疲劳老化。

    所以应根据制品使用情况选用填料，若在多次变形条件下使用，则选用活性低的填料、补强剂。

5．橡胶的结晶性

结晶性橡胶：耐拉伸变形的疲劳老化，如 NR

非结晶性橡胶：耐压缩变形的疲劳老化，如 SBR

6．交联键的结构

  硫交联键中，硫原子数越少，交联键的刚性越大，则交联结构的活动性越小，橡胶分子链段受到的束缚力越大，结果耐疲劳老化越差。

   在多硫交联键为主的硫化橡胶的疲劳过程中，网络结构中交联键密度有增大的趋势，这是由于多硫交联键中分裂出的硫....