橡膠接頭的疲勞老化及防護(hù)措施有哪些?
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,橡膠接頭在人們生活中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,那么橡膠接頭的疲勞老化及防護(hù)措施有哪些?
我們先對(duì)橡膠接頭產(chǎn)生疲勞老化的原因進(jìn)行分析:
先,在機(jī)械力的作用下產(chǎn)生機(jī)械裂解反應(yīng)。由于高分子聚合物的粘滯性,使橡膠接頭在變形周期內(nèi),其松弛過(guò)程來(lái)不及完成,接著又進(jìn)入到下一個(gè)變形周期,致使橡膠接頭內(nèi)部變形殘留應(yīng)力不斷增加。當(dāng)應(yīng)力梯度較大時(shí),便會(huì)出現(xiàn)分子鏈直接斷裂而生成自由基,由此而引發(fā)橡膠接頭分子的氧化鏈反應(yīng)。
其次,在機(jī)械力的作用下,產(chǎn)生機(jī)械活化的氧化裂解反應(yīng)。橡膠軟接頭在反復(fù)變形時(shí),其機(jī)械應(yīng)力會(huì)使橡膠接頭分子鏈中的原子價(jià)力減弱,因此降低了它的氧化反應(yīng)活化能。于是,加速了橡膠軟接頭分子的氧化裂解反應(yīng)。氧化活化能的降低,就是在疲勞過(guò)程中,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能過(guò)程的結(jié)束。
然后在機(jī)械力的作用下,橡膠接頭內(nèi)部生熱加速了氧化反應(yīng)。橡膠接頭在反復(fù)變形時(shí),產(chǎn)生滯后現(xiàn)象,引起內(nèi)耗,從而使橡膠接頭內(nèi)部生熱,于是加速了橡膠接頭的氧化鏈反應(yīng)。
后在疲勞過(guò)程中,加速了橡膠接頭的臭氧龜裂。橡膠接頭在周期性變形的疲勞老化過(guò)程中,伴隨著出現(xiàn)臭氧龜裂現(xiàn)象,此現(xiàn)象在高溫條件下則更為顯著。如高速行駛的汽車輪胎,其表面產(chǎn)生的龜裂,就是在疲勞過(guò)程中發(fā)生臭氧老化的結(jié)果。
對(duì)于橡膠接頭疲勞老化的防護(hù),是在膠料中加入一種屈撓-龜裂抑制劑,其主要作用是提高橡膠接頭在其疲勞過(guò)程中結(jié)構(gòu)變化的穩(wěn)定性,特別是在高溫條件下,這種抑制劑能夠減緩應(yīng)力活化所產(chǎn)生的氧化反應(yīng)和臭氧化反應(yīng)。有效的抑制劑大多是一些酮和芳胺的縮合物(如防老化劑AW、BLE等)和對(duì)苯二胺類的防老劑。在膠料配方設(shè)計(jì)時(shí),也常采用抗氧劑和抗臭氧劑并用,這也會(huì)對(duì)疲勞老化的防護(hù)產(chǎn)生良好的效果。
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