耐屈挠龟裂性（或称耐疲劳性）
发布时间:2013-12-19 12:00
耐屈挠龟裂性可分为耐初期龟裂产生性和耐裂口扩展性两种。一般认为，初期龟裂发生在聚合物因屈挠疲劳而造成的最薄弱点。由于氯丁胶的耐氧化、耐热性能远优于天然、丁苯等橡胶，所以其耐初期龟裂性也非常好。因此，对氯丁胶来说，由于填充剂分散不良及硫化时流动性不好而引起的缺陷等造成的初期龟裂，远比由聚合物本身老化而引起的初期龟裂为多。
含胶率很低的高填充氯丁胶配方，因易于产生分散不良，故其耐初期龟裂性不好。裂口扩展性可以认为是拉伸强度和抗撕裂性的综合效应。据此，应该考虑避免过度硫化，并使用硫黄调节型氯丁胶等。对于非硫黄调节型氯丁胶，若采用硫黄硫化体系，可使其具有良好的耐裂口扩展性能。硫黄改性氯丁胶的低定伸应力橡胶，抗裂纹增长性特别好。
硫化和硫化剂特性对氯丁橡胶耐疲劳性的影响也很大，交联密度增加到一定值时，橡胶的多次拉伸或抗裂口增长的疲劳耐久性降低。硫化体系的类型和生胶的交联键性质对耐疲劳性也有影响。
试验数据表明，室温下在能加速永久变形积累的情况下进行多次拉仲时，增加弱键的比例和以氧化物硫化而获得的牢固键比例比较充足时，则破坏前的疲劳次数最著增多，硫化胶的其他性能彼此接近。这与其生胶的疲劳耐久性变化规律基本相同。
裂纹生成和增长的试验结果是与耐多次拉伸稳定性相一致的。弱键的比饲多时，有助于应力分布均匀而且能阻碍局部过应力的出现，这样就使耐疲劳性提高。弱键的存在及其裂解和重排，会使滞后损失有所增加，其积极作用（尤其是对裂纹的生成或增长）是显而易见的。
对比正硫化下的填充硫化胶，所对比硫化胶在疲劳耐久性上无本质差别。在氧化锌和氧化镁存在下，对比硫黄和非硫黄硫化体系表明，后者优越。用橡胶硫化剂硫化的三角带压缩层胶，其裂纹出现时间约比秋兰姆、促进剂D和硫黄硫化者长1倍。
在黄原氢存在下用氧化锌和氧化镁硫化时，多次拉伸耐久性可以提高。
氧化钙或氧化铅硫化的硫黄调节氯丁橡胶的耐疲劳性能不高；氧化锌和氧化镁并用时，耐多次变形性最高。在抗多次压缩性，硬脂酸的金属盐硫化胶超过了氧化物硫化胶。用一些硬脂酸盐（锌、钠及其并用）硫化W型氯丁胶时，也发现提高了耐多次拉伸性能。至于抗裂纹生成和增长方面，这些硫化胶大致相同。在氧化锌和氧化镁并用体系中添加过氧化二异丙苯，对w型氯丁胶耐多次拉伸和耐裂纹生成和增长的疲劳性都有明显提高。
在氧化物-硫黄-促进剂硫化体系中，促进剂类型对疲劳性有影响。在硫黄和促进剂都是更佳配比的情况下，二硫化秋兰姆和促进剂DM的硫化胶耐多次拉伸性最高，而促进剂D的硫化胶最低。
添加适量的活性填料也使氯丁橡胶耐疲劳性提高。填充营适宜时，高静态拉伸变形疲劳耐久性明显提高。填充量过大时，各种静态变形下的耐疲劳强度都减弱．尤其是在静态变形高于30%—50%时更为显著。无机填料中最好的是白炭黑。要注意到，填充剂的均匀分散起着很大作用。
采用初聚丙烯酸酯可使屈挠寿命提高。特种软膏（如氯丁二烯溶液）也提高耐多次屈挠性能。添加少量不溶性的，结构化的增塑剂，能使耐疲劳性显著提高，某些硅油即属此类。
配方体系应注意选用低定伸、低硬度、高伸长的配方。防老剂要使用3～4份抗屈挠龟裂防老剂。软化剂应控制在必要的最低量，还要避免使用酯类增塑剂。
本文参考《氯丁胶加工与应用》一书。 相关链接
