应力及应变对橡胶臭氧老化的影响

图3-19 20℃时各种硫化胶暴露在50x10-8的图3-20 未填充SBR在不同臭氧
臭氧中的龟裂发生时间与伸长率的关系浓度下的龟裂增长速度与应变的关系

前面已经提到,橡胶的臭氧龟裂与其所受的力或伸长率有关,当施加到橡胶上的力超过临界应力,或伸长率超过临界伸长率时才会产生臭氧龟裂。但是,龟裂形成时间和龟裂增长速度与所施加的应力及应变有着很复杂的关系,有时不同的作者报道的数据可能相互矛盾图3-19为不同硫化胶的臭氧龟裂时间与伸长率的关系。可见,因橡胶种类不同,龟裂时间与伸长率的关系也不一样。有的橡胶(如NR、SBR)当伸长率超过临界伸长率时,龟裂时间与伸长率关系不大;而另一些橡胶(如CR)当超过临界伸长率时,龟裂时间随伸长率的提高而降低。

Branden等的研究发现,当所施加的应力超过临界应力时,龟裂增长速度与应力无关但是,图3-20的结果则说明,龟裂增长速度与应变有关,当在某一应变值时龟裂速度最大。般的结论是,在应变值相当低时龟裂速度最大,在许多情况下应变值为3%~5%。Zuew等的研究表明,龟裂增长速度在称为“临界伸长率”的状态下最大,试样完全断裂所需要的时间最短。橡胶促进剂生产厂家东莞欧文新材料为您提供优质的产品及服务。

通常,在低伸长率时产生龟裂的数量少,龟裂增长速度大,龟裂程度深;而在高伸长率时产生龟裂的数量多,龟裂增长速度慢,龟裂程度小。这是因为,在低伸长率时被臭氧打断的分子链不能完全分离形成不可逆的微细裂纹,而是有选择地在有缺陷的部位首先形成小的裂纹,使应力在此处产生集中,龟裂增长速度增大,龟裂变大。当在高伸长率时,不仅缺陷部位,整个样品均处于拉伸状态,在各处都能遭受臭氧攻击并使分子链断裂产生的两端相互之间分离很大,形成很多的龟裂;由于应力在很多的龟裂点平均化,使各点的应力较低,因而龟裂增长速度较慢,所产生的龟裂较小。由此也可理解,橡胶表面的缺陷少、晃陣度好耐臭氧性将会提高。在动态条件下,由于臭氧老化与其他老化相重叠,使得龟裂的产生及增长比静态条件下快得多。

上一篇：胶种对橡胶耐磨耗性的影响

下一篇：温度对橡胶臭氧老化的影响