橡胶制品的龟裂试验研究

橡胶制品的龟裂试验研究

橡胶用久之后，有的会发黏变软，有的会硬化发脆。在日常生活中，我们经常能看到有些用旧的轮胎侧部产生沟沟坎坎的裂纹，专业上叫做龟裂。在这种情况下，橡胶原先的弹性、强度显著下降，这些现象叫做老化。

老化是在各种外部因素影响下橡胶结构发生变化的结果，其的是热和氧作用下产生的热氧老化。

橡胶加热到一定温度还会发生降解。例如天然橡胶超过200摄氏度就开始分解出低分子物质。橡胶热稳定性的好坏主要取决于其化学组成和结构，硅橡胶和氟橡胶的热稳定性就比通用橡胶好。在通用橡胶中，顺丁橡胶的热稳定性好，丁苯橡胶次之.在氧的参与下，各种橡胶的老化结果是不一样的。天然橡胶和异戊橡胶以及丁基橡胶在热氧老化过程中主要是大分子链发生断裂，变软发黏；而丁苯橡胶、顺丁橡胶、丁腈橡胶以及三元乙丙橡胶在热氧老化过程中主要是断链后的产物交织在一起，破坏了橡胶的弹性结构，于是就变硬发脆。橡胶热氧老化的祸根在于它的不饱和键上。天然橡胶和一些通用合成橡胶每1000个碳原子就含有150个至250个双键，这些部位容易发生化学反应，所以它们的热氧老化性能都不好，尤其是天然橡胶。结构趋于饱和的硅橡胶、氟橡胶、丁基橡胶、乙丙橡胶、聚氨酯橡胶、丙烯酸酯橡胶等则属于耐热老化的弹性体。

    橡胶的老化虽然不可能*避免，但是可以延缓，有效的措施就是加入防老剂。防老剂能捕捉橡胶热氧老化过程产生的有活性物质，从而起到保护橡胶的作用。防老剂的种类繁多，比较常用的有胺类和酚类两大系列，加入量一般为橡胶重量的1%至1.5%。

一）残余应力引起的龟裂

残余应力主要由于以下三种情况，即充填过剩、脱模推出和金属镶嵌件造成的。作为在充填过剩的情况下产生的龟裂，其解决方法主要可在以下几方面入手：

（1）由于直浇口压力损失小，所以，如果龟裂主要产生在直浇口附近，则可考虑改用多点分布点浇口、侧浇口及柄形浇口方式。

（2）在保证树脂不分解、不劣化的前提下，适当提高树脂温度可以降低熔融粘度，提高流动性，同时也可以降低注射压力，以减小应力。

（3）一般情况下，模温较低时容易产生应力，应适当提高温度。但当注射速度较高时，即使模温低一些，也可减低应力的产生。

（4）注射和保压时间过长也会产生应力，将其适当缩短或进行Th次保压切换效果较好。

（5）非结晶性树脂，如 AS树脂、 ABS树脂、 PMMA树脂等较结晶性树脂如聚乙烯、聚甲醛等容易产生残余应力，应予以注意。

脱模推出时，由于脱模斜度小、模具型胶及凸模粗糙，使推出力过大，产生应力，有时甚至在推出杆周围产生白化或破裂现象。只要仔细观察龟裂产生的位置，即可确定原因。

在注射成型的同时嵌入金属件时，容易产生应力，而且容易在经过一段时间后才产生龟裂，危害大。这主要是由于金属和树脂的热膨胀系数相差悬殊产生应力，而且随着时间的推移，应力超过逐渐劣化的树脂材料的强度而产生裂纹。

通用型聚苯乙烯基本上不适于宜加镶嵌件，而镶嵌件对尼龙的影响小。由于玻璃纤维增强树脂材料的热膨胀系数较小，比较适合嵌入件。

另外，成型前对金属嵌件进行预热，也具有较好的效果。

（二）外部应力引起的龟裂

这里的外部应力，主要是因设计不合理而造成应力集中，特别是在尖角处更需注意。

（三）外部环境引起的龟裂

化学药品、吸潮引起的水降解，以及再生料的过多使用都会使物性劣化，产生龟裂。

解决办法：

主要有物理防护法及化学防护法。物理方法一般采用橡塑共混、表面镀层或假光屏蔽剂、石蜡等来尽量避免橡胶与各种老化因素的相互作用；化学防护法则是指主动加入胺类（如苯二胺、萘胺）或酚类化学防老剂来防止或延缓老化反应进行。

动态使用：如果是生产厂家，可以考虑多使用防老剂，如果使用时间很长，需要使用长效防老剂。

静态使用：可以多加入些石蜡，或者在表面喷涂石蜡