橡膠制品的龜裂試驗研究

橡膠用久之后，有的會發黏變軟，有的會硬化發脆。在日常生活中，我們經常能看到有些用舊的輪胎側部產生溝溝坎坎的裂紋，專業上叫做龜裂。在這種情況下，橡膠原先的彈性、強度顯著下降，這些現象叫做老化。

老化是在各種外部因素影響下橡膠結構發生變化的結果，其的是熱和氧作用下產生的熱氧老化。

橡膠加熱到一定溫度還會發生降解。例如天然橡膠超過200攝氏度就開始分解出低分子物質。橡膠熱穩定性的好壞主要取決于其化學組成和結構，硅橡膠和氟橡膠的熱穩定性就比通用橡膠好。在通用橡膠中，順丁橡膠的熱穩定性好，丁苯橡膠次之.在氧的參與下，各種橡膠的老化結果是不一樣的。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生斷裂，變軟發黏；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物交織在一起，破壞了橡膠的彈性結構，于是就變硬發脆。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個碳原子就含有150個至250個雙鍵，這些部位容易發生化學反應，所以它們的熱氧老化性能都不好，尤其是天然橡膠。結構趨于飽和的硅橡膠、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生的有活性物質，從而起到保護橡膠的作用。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）殘余應力引起的龜裂

殘余應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，如果龜裂主要產生在直澆口附近，則可考慮改用多點分布點澆口、側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，適當提高樹脂溫度可以降低熔融粘度，提高流動性，同時也可以降低注射壓力，以減小應力。

（3）一般情況下，模溫較低時容易產生應力，應適當提高溫度。但當注射速度較高時，即使模溫低一些，也可減低應力的產生。

（4）注射和保壓時間過長也會產生應力，將其適當縮短或進行Th次保壓切換效果較好。

（5）非結晶性樹脂，如 AS樹脂、 ABS樹脂、 PMMA樹脂等較結晶性樹脂如聚乙烯、聚甲醛等容易產生殘余應力，應予以注意。

脫模推出時，由于脫模斜度小、模具型膠及凸模粗糙，使推出力過大，產生應力，有時甚至在推出桿周圍產生白化或破裂現象。只要仔細觀察龜裂產生的位置，即可確定原因。

在注射成型的同時嵌入金屬件時，容易產生應力，而且容易在經過一段時間后才產生龜裂，危害大。這主要是由于金屬和樹脂的熱膨脹系數相差懸殊產生應力，而且隨著時間的推移，應力超過逐漸劣化的樹脂材料的強度而產生裂紋。

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。由于玻璃纖維增強樹脂材料的熱膨脹系數較小，比較適合嵌入件。

另外，成型前對金屬嵌件進行預熱，也具有較好的效果。

（二）外部應力引起的龜裂

這里的外部應力，主要是因設計不合理而造成應力集中，特別是在尖角處更需注意。

（三）外部環境引起的龜裂

化學藥品、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，產生龜裂。

解決辦法：

主要有物理防護法及化學防護法。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；化學防護法則是指主動加入胺類（如苯二胺、萘胺）或酚類化學防老劑來防止或延緩老化反應進行。

動態使用：如果是生產廠家，可以考慮多使用防老劑，如果使用時間很長，需要使用長效防老劑。

靜態使用：可以多加入些石蠟，或者在表面噴涂石蠟