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橡胶材料的疲劳性能可定义为在周期性变形或外力作用下(如弯曲、剪切、压缩和拉伸等) ,其物理机械性能下降的现象。疲劳破坏是指在低于材料破坏强度下,橡胶因受周期性应力或应变,其表面或内部产生微观损伤,并逐渐发展成宏观裂纹直至制品丧失使用性能的现象。在日常工作条件下,大多数橡胶制品都是在动态变形条件下使用的,研究并寻找橡胶材料耐疲劳破坏性的规律,对保证橡胶制品的使用可靠性具有重要意义。科标技术从事耐疲劳橡胶成分分析、配方开发服务。
橡胶类型
橡胶类型是影响疲劳破坏性能的主要因素,橡胶材料的应力结晶能力与其疲劳行为密切相关,在合适的或较高应力下,应力结晶有利于橡胶材料的耐屈挠破坏性能,主要原因是阻碍微观破坏及扩展起主要作用。另外,在低应变条件下橡胶材料的玻璃化转变温度越高,耐疲劳破坏性能就越好,这是因为橡胶分子的松弛机理起主要作用。
对天然橡胶和丁苯橡胶以多次拉伸的方式，进行了疲劳破坏实验。拉伸应变小时，NR的疲劳寿命比SBR的小，这是因为丁苯橡胶的Tɡ高于天然橡胶，其分子的应力松弛机能在此时占支配地位；拉伸应变大时，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，Tɡ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。
2.1.2硫化体系jsgf19310zjh
硫化体系是橡胶形成网络结构时的主要体系,该体系与交联密度在很大程度上决定着硫化橡胶的物理机械性能。大量实验表明，通过改变硫黄和促进剂配比,研究了交联密度对硫化胶耐屈挠疲劳性能的影响, ,硫黄或促进剂用量太大时都会使硫化胶耐屈挠龟裂性变差。橡胶达到长疲劳寿命时对应一佳交联密度值,当硫黄/ 促进剂配比为2：1 时,因交联密度的增加对材料强度的提高和弹性的破坏达到平衡,此时硫化胶耐屈挠龟裂性好。
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，相对买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性。例如用传统的硫化体系和有效硫化体系硫化的硫化胶，当变形为0~100%时，其疲劳寿命分别为340千次和225千次。