橡膠防塵罩反復(fù)變形引起的老化現(xiàn)象稱為疲勞老化。橡膠的疲勞老化通常是由機(jī)械力、氧化和臭氧化引起的。橡膠的疲勞老化本質(zhì)上是一個(gè)應(yīng)力化學(xué)變化過(guò)程。

橡膠防塵罩疲勞和老化的原因分析:

1)在機(jī)械力的作用下產(chǎn)生機(jī)械開(kāi)裂反應(yīng)。由于聚合物的粘性，橡膠的松弛過(guò)程在變形循環(huán)中無(wú)法完成，然后進(jìn)入下一個(gè)變形循環(huán)，導(dǎo)致橡膠中殘余應(yīng)力不斷增加。當(dāng)應(yīng)力梯度較大時(shí)，分子鏈會(huì)直接斷裂，產(chǎn)生自由基，導(dǎo)致橡膠分子發(fā)生氧化鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。

2)在機(jī)械力的作用下，發(fā)生機(jī)械活化的氧化裂解反應(yīng)。橡膠反復(fù)變形時(shí)，其機(jī)械應(yīng)力會(huì)削弱橡膠分子鏈中的原子價(jià)力，從而降低其氧化反應(yīng)的活化能。從而加速了橡膠分子的氧化裂解反應(yīng)。氧化活化能的降低是疲勞過(guò)程中機(jī)械能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能過(guò)程的終點(diǎn)。

3)在機(jī)械力的作用下，橡膠的內(nèi)熱加速了氧化反應(yīng)。當(dāng)橡膠反復(fù)變形時(shí)，會(huì)滯后產(chǎn)生內(nèi)耗，使橡膠發(fā)熱，從而加速橡膠的氧化鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。

4)在疲勞過(guò)程中，橡膠的臭氧開(kāi)裂被加速。在周期性變形橡膠的疲勞老化過(guò)程中，出現(xiàn)了臭氧開(kāi)裂現(xiàn)象，尤其是在高溫下。比如高速汽車輪胎的表面裂紋就是疲勞過(guò)程中臭氧老化的結(jié)果。

為了防止橡膠防塵罩老化，在橡膠混合物中加入撓曲開(kāi)裂抑制劑，其主要作用是提高橡膠在疲勞過(guò)程中結(jié)構(gòu)變化的穩(wěn)定性，特別是在高溫下，這種抑制劑可以減緩應(yīng)力活化引起的氧化反應(yīng)和臭氧化反應(yīng)。大多數(shù)抑制劑是酮和芳胺的縮合物。