耐疲劳橡胶配方

生胶的种类是耐疲劳破坏的主要因素，主要表现在如下几个方面。

1.玻璃化温度T_g低的橡胶耐疲劳性较好，因为T_g低的橡胶，其分子链柔顺，易于活动，分子链间的次价力弱。

2.有极性基团的橡胶耐疲劳性差，因为极性基团是形成次价键的原因。

3.分子内有庞大基团或侧基的橡胶，耐疲劳性差，因为庞大基团或侧链的位阻大，有阻碍分子沿轴向排列的作用。

4.结构序列规整的橡胶，容易取向和结晶，耐疲劳性差。

对天然橡胶和丁苯橡胶以多次拉伸的方式，进行了疲劳破坏试验。拉伸应变低时，NR的疲劳寿命比SBR的小，这是因为丁苯橡胶的T_g高于天然橡胶，其分子的应力松弛机能在此时占支配地位；拉伸应变高时，NR的疲劳寿命比SBR的大。其原因在于天然橡胶具有拉伸结晶性，此时阻碍微破坏扩展占了支配地位。所以在低应变区域，T_g较高的丁苯橡胶，其耐疲劳破坏性优于天然橡胶；而在高应变区域，具有拉伸结晶性的天然橡胶的耐疲劳破坏性较好。可见，NR适合大应变振幅制品，而SBR适合小应变振幅的制品以及压缩制品。

交联剂的用量与疲劳条件有关，对于负荷一定的疲劳条件来说，应增加交联剂的用量。这是因为交联剂用量愈大，交联密度就愈大，承担负荷的分子链数目增多，相对每一条分子链上的负荷也相应减轻，从而使耐疲劳破坏性能提高。而对于应变一定的疲劳条件来说，应减少交联剂的用量，因为在应变一定的条件下，交联密度增大，会使每一条分子链的张紧度增大，其中较短的分子链就容易被扯断，结果使耐疲劳破坏性下降。

交联键的类型影响硫化胶的耐疲劳破坏性能。选用容易形成柔性结构交联团相的硫化体系，也即选用容易形成多硫键的硫化体系，能提高硫化胶的耐疲劳破坏性。

填料的类型和用量对硫化胶耐疲劳破坏性的影响，在很大程度上取决于硫化胶的疲劳条件。选用结构性较高、补强性好的炭黑，炭黑粒子周围易产生较多的稠密橡胶相，可提高硫化胶的耐疲劳破坏性。在应变一定的疲劳条件下，增加炭黑用量，耐疲劳破坏性降低，而在应力一定的条件下，增加炭黑用量耐疲劳破坏性提高。活性大、补强性好的炭黑可提高天然橡胶、异戊橡胶、丁苯橡胶硫化胶的抗裂口扩展强度。在白色填料中，白炭黑可以提高硫化胶的耐疲劳破坏性能。与橡胶没有亲和性的填充剂对硫化胶的耐疲劳破坏性有不良的影响，惰性填料的粒径愈大，填充量愈大，硫化胶的耐疲劳性愈差。

软化增塑剂大都降低拉伸强度及机械损耗，通常可降低硫化胶的耐疲劳破坏性，尤其是黏度低、对橡胶有稀释作用的软化增塑剂，会降低橡胶的玻璃化温度T_g，对拉伸结晶不利，因而会对耐疲劳破坏性能产生不良影响。但是反应型软化增塑剂则能增强橡胶分子的松弛特性，使拉伸结晶更容易，反而能提高耐疲劳破坏性。因此在耐疲劳破坏配方设计时，应尽可能选用稀释作用小的黏稠性软化增塑剂，或选用能增强橡胶松弛特性的反应型软化增塑剂。

关于软化增塑剂的用量，一般来说，应尽可能少用，以提高硫化胶的耐疲劳破坏性。但使用能增加橡胶分子松弛特性的软化增塑剂时，增加其用量则能提高耐疲劳破坏性。

橡胶疲劳产生热量，胶料的温度升高，加速热老化，力的作用降低氧化活化能，从而降低疲劳寿命。以不饱和橡胶为基础的硫化胶，在空气中的耐疲劳破坏性比在真空中低，这说明氧化作用能加速疲劳破坏。另外由于硫化胶的疲劳破坏发生在局部表面，因此加人能在硫化胶网络内迅速迁移的防老剂，对硫化胶的长时间疲劳可起到有效的防护作用。但此时应防止防老剂从制品表面上挥发或被介质洗掉。当防老剂使用适宜时，天然橡胶硫化胶的临界撕裂能可增加一倍。