橡膠在多次變形條件下發(fā)生的老化現(xiàn)象,成為疲勞老化。橡膠的疲勞老化是由機械力、氧化、臭氧化三種因素的綜合作用而產(chǎn)生的。疲勞老化的實質(zhì)是力—化學(xué)過程。
01
產(chǎn)生機械裂解作用
由于高分子化合物的粘滯性,使橡膠在變形周期內(nèi),松弛過程來不及完成,致使橡膠內(nèi)部應(yīng)力分布不均。當(dāng)應(yīng)力梯度較大時,會出現(xiàn)分子鏈的直接斷裂而生成自由基,從而引發(fā)橡膠分子的氧化鏈反應(yīng)。
02
產(chǎn)生機械活化的氧化裂解作用
橡膠在多次變形時,機械應(yīng)力使橡膠分子鏈中的原子價力減弱,因而使氧化反應(yīng)的活化能降低,加速了氧化裂解作用。實驗表明,橡膠的 氧化活性能隨變形幅度的增大而降低,見下表所示。氧化活性能的降低就是疲勞過程中機械能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的結(jié)束。
03
橡膠內(nèi)部生熱加速氧化
橡膠在多次變形下,產(chǎn)生滯后現(xiàn)象,引起內(nèi)耗,使橡膠內(nèi)部生熱,從而加速了橡膠的氧化鏈反應(yīng)。
04
疲勞過程加速臭氧龜裂
橡膠疲勞老化過程中,伴隨發(fā)生臭氧龜裂,高溫下則更為明顯、例如高速行駛的輪胎,胎側(cè)部位產(chǎn)生龜裂,實質(zhì)上就是疲勞過程中發(fā)生臭氧化的結(jié)果。