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)上是一個應(yīng)力化學變化過程。

橡膠防塵罩疲勞和老化的原因分析:

1)在機械力的作用下產(chǎn)生機械開裂反應(yīng)。由于聚合物的粘性，橡膠的松弛過程在變形循環(huán)中無法完成，然后進入下一個變形循環(huán)，導致橡膠中殘余應(yīng)力不斷增加。當應(yīng)力梯度較大時，分子鏈會直接斷裂，產(chǎn)生自由基，導致橡膠分子發(fā)生氧化鏈式反應(yīng)。

2)在機械力的作用下，發(fā)生機械活化的氧化裂解反應(yīng)。橡膠反復(fù)變形時，其機械應(yīng)力會削弱橡膠分子鏈中的原子價力，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程中機械能轉(zhuǎn)化為化學能過程的終點。

3)在機械力的作用下，橡膠的內(nèi)熱加速了氧化反應(yīng)。當橡膠反復(fù)變形時，會滯后產(chǎn)生內(nèi)耗，使橡膠發(fā)熱，從而加速橡膠的氧化鏈式反應(yīng)。

4)在疲勞過程中，橡膠的臭氧開裂被加速。在周期性變形橡膠的疲勞老化過程中，出現(xiàn)了臭氧開裂現(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裂抑制劑，其主要作用是提高橡膠在疲勞過程中結(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。