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橡胶疲劳与疲劳破坏的区别

日期:2021-10-29 11:10:00 共有人关注 标签:再生胶老化性能
橡胶疲劳与疲劳破坏的区别

硫化胶受到交变应力的作用时,材料的结构和性能发生变化的现象叫做疲劳;随着疲劳过程的进行,导致橡胶材料破坏的现象则为疲劳破坏。在实际工作过程中,橡胶疲劳和疲劳破坏是两个连续的过程,但二者产生机理不同;改善橡胶耐疲劳性和耐疲劳破坏性,橡胶制品厂家需要充分了解两种现象的共同点与区别,合理设计配方,以满足不同橡胶制品的需求。

1.橡胶疲劳

橡胶制品受到反复的外力作用时,物理机械性能会发生变化,包括拉伸强度增大、撕裂强度减小、动态弹性模量减小等,是由于橡胶结构变化引起的,主要包括:橡胶分子间的弱键破坏,橡胶分子沿作用力方向排列,炭黑周围的橡胶相变的稠密。如果存在对以上三者有利的因素,橡胶硫化胶物理机械性能就会发生较大的变化,继而造成硫化胶的疲劳性能下降。

橡胶疲劳初期表现:疲劳引起的橡胶分子间的键破坏不仅是次价键的破坏,还有硫键的断裂,导致橡胶分子键沿拉伸方向排列;同时贴近炭黑周围的橡胶相变得稠密,由于单硫键的作用使之处于稳定状态;最终造成疲劳初期硫化胶交联密度增大。

橡胶疲劳末期表现:橡胶因疲劳发生的相分离过程在初期是稠密状态优先于稀疏状态形成;稠密状态进展到某种程度后由于橡胶分子自身的断裂,稀疏状态HYL29Y10Y2Y的形成占了优势,交联密度减小。橡胶分子沿拉伸方向取向排列达到某种程度会终止,橡胶相无法吸收更多能量,继续施加外力就会使橡胶分子局部断裂。橡胶疲劳末期表现为弹性模量回升、损耗系数增大、撕裂强度提高、拉伸强度降低等。

2.橡胶疲劳破坏

硫化胶具备良好的耐疲劳破坏性可以赋予制品更持久的使用性能,直接关系到产品使用寿命。橡胶疲劳破坏主要包括热降解、氧化、臭氧侵蚀以及通过裂纹扩展等方式的破坏。

理论上橡胶疲劳破坏属于力学过程。橡胶在周期性多次往复形变下,材料产生的应力松弛过程往往在形变周期内来不及完成,使内部产生的应力无法分散,集中在裂纹、弱键等缺陷处,最终引起断裂破坏。

橡胶作为一种粘弹体,形变包括可逆的弹性形变和不可逆的塑性形变。在周期形变中,不可逆形变产生的滞后损失能量会转化为热能,使材料内部温度升高,高分子材料强度一般都会随着温度的升高而降低,导致橡胶疲劳寿命缩短。另外高温会促进橡胶老化,也会促进橡胶疲劳破坏过程。因此橡胶的疲劳破坏在出现力学疲劳破坏的同时伴随着热疲劳破坏。

在实际生产中,改善橡胶制品耐疲劳性和耐疲劳破坏性时,有其相同的一面,也存在着不同点,后期小编与您分享提高橡胶耐疲劳性、耐疲劳破坏性的具体方法。

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