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橡膠制品的龜裂試驗(yàn)研究
橡膠制品的龜裂試驗(yàn)研究
橡膠用久之后，有的會發(fā)黏變軟，有的會硬化發(fā)脆。在日常生活中，我們經(jīng)常能看到有些用舊的輪胎側(cè)部產(chǎn)生溝溝坎坎的裂紋，專業(yè)上叫做龜裂。在這種情況下，橡膠原先的彈性、強(qiáng)度顯著下降，這些現(xiàn)象叫做老化。
老化是在各種外部因素影響下橡膠結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的結(jié)果，其的是熱和氧作用下產(chǎn)生的熱氧老化。
橡膠加熱到一定溫度還會發(fā)生降解。例如天然橡膠超過200攝氏度就開始分解出低分子物質(zhì)。橡膠熱穩(wěn)定性的好壞主要取決于其化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)，硅橡膠和氟橡膠的熱穩(wěn)定性就比通用橡膠好。在通用橡膠中，順丁橡膠的熱穩(wěn)定性好，丁苯橡膠次之.在氧的參與下，各種橡膠的老化結(jié)果是不一樣的。天然橡膠和異戊橡膠以及丁基橡膠在熱氧老化過程中主要是大分子鏈發(fā)生斷裂，變軟發(fā)黏；而丁苯橡膠、順丁橡膠、丁腈橡膠以及三元乙丙橡膠在熱氧老化過程中主要是斷鏈后的產(chǎn)物交織在一起，破壞了橡膠的彈性結(jié)構(gòu)，于是就變硬發(fā)脆。橡膠熱氧老化的禍根在于它的不飽和鍵上。天然橡膠和一些通用合成橡膠每1000個(gè)碳原子就含有150個(gè)至250個(gè)雙鍵，這些部位容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，所以它們的熱氧老化性能都不好，尤其是天然橡膠。結(jié)構(gòu)趨于飽和的硅橡膠、氟橡膠、丁基橡膠、乙丙橡膠、聚氨酯橡膠、丙烯酸酯橡膠等則屬于耐熱老化的彈性體。
橡膠的老化雖然不可能*避免，但是可以延緩，有效的措施就是加入防老劑。防老劑能捕捉橡膠熱氧老化過程產(chǎn)生的有活性物質(zhì)，從而起到保護(hù)橡膠的作用。防老劑的種類繁多，比較常用的有胺類和酚類兩大系列，加入量一般為橡膠重量的1%至1.5%。
一）殘余應(yīng)力引起的龜裂
殘余應(yīng)力主要由于以下三種情況，即充填過剩、脫模推出和金屬鑲嵌件造成的。作為在充填過剩的情況下產(chǎn)生的龜裂，其解決方法主要可在以下幾方面入手：
（1）由于直澆口壓力損失小，所以，如果龜裂主要產(chǎn)生在直澆口附近，則可考慮改用多點(diǎn)分布點(diǎn)澆口、側(cè)澆口及柄形澆口方式。
（2）在保證樹脂不分解、不劣化的前提下，適當(dāng)提高樹脂溫度可以降低熔融粘度，提高流動(dòng)性，同時(shí)也可以降低注射壓力，以減小應(yīng)力。
（3）一般情況下，模溫較低時(shí)容易產(chǎn)生應(yīng)力，應(yīng)適當(dāng)提高溫度。但當(dāng)注射速度較高時(shí)，即使模溫低一些，也可減低應(yīng)力的產(chǎn)生。
（4）注射和保壓時(shí)間過長也會產(chǎn)生應(yīng)力，將其適當(dāng)縮短或進(jìn)行Th次保壓切換效果較好。
（5）非結(jié)晶性樹脂，如 AS樹脂、 ABS樹脂、 PMMA樹脂等較結(jié)晶性樹脂如聚乙烯、聚甲醛等容易產(chǎn)生殘余應(yīng)力，應(yīng)予以注意。
脫模推出時(shí)，由于脫模斜度小、模具型膠及凸模粗糙，使推出力過大，產(chǎn)生應(yīng)力，有時(shí)甚至在推出桿周圍產(chǎn)生白化或破裂現(xiàn)象。只要仔細(xì)觀察龜裂產(chǎn)生的位置，即可確定原因。
在注射成型的同時(shí)嵌入金屬件時(shí)，容易產(chǎn)生應(yīng)力，而且容易在經(jīng)過一段時(shí)間后才產(chǎn)生龜裂，危害大。這主要是由于金屬和樹脂的熱膨脹系數(shù)相差懸殊產(chǎn)生應(yīng)力，而且隨著時(shí)間的推移，應(yīng)力超過逐漸劣化的樹脂材料的強(qiáng)度而產(chǎn)生裂紋。
通用型聚苯乙烯基本上不適于宜加鑲嵌件，而鑲嵌件對尼龍的影響小。由于玻璃纖維增強(qiáng)樹脂材料的熱膨脹系數(shù)較小，比較適合嵌入件。
另外，成型前對金屬嵌件進(jìn)行預(yù)熱，也具有較好的效果。
（二）外部應(yīng)力引起的龜裂
這里的外部應(yīng)力，主要是因設(shè)計(jì)不合理而造成應(yīng)力集中，特別是在尖角處更需注意。
（三）外部環(huán)境引起的龜裂
化學(xué)藥品、吸潮引起的水降解，以及再生料的過多使用都會使物性劣化，產(chǎn)生龜裂。
解決辦法：
主要有物理防護(hù)法及化學(xué)防護(hù)法。物理方法一般采用橡塑共混、表面鍍層或假光屏蔽劑、石蠟等來盡量避免橡膠與各種老化因素的相互作用；化學(xué)防護(hù)法則是指主動(dòng)加入胺類（如苯二胺、萘胺）或酚類化學(xué)防老劑來防止或延緩老化反應(yīng)進(jìn)行。
動(dòng)態(tài)使用：如果是生產(chǎn)廠家，可以考慮多使用防老劑，如果使用時(shí)間很長，需要使用長效防老劑。
靜態(tài)使用：可以多加入些石蠟，或者在表面噴涂石蠟