Page 66 - 《橡塑技术与装备》2024年10期

橡塑技术与装备 CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT

热空气老化对汽车悬置用 NR 疲劳的

影响研究

王伟健，郑挺，李咏斌
( 广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院，广东 广州 511434)

摘要 ： 以某汽车悬置用 NR 硫化胶为研究对象。分别研究了 90 ℃、100 ℃、110 ℃条件下 200 h 的热空气老化对 7 个不同拉
伸倍数（1.6、1.8、2.0、2.2、2.4、2.6、2.8）的单轴动态拉伸疲劳次数的影响。通过试验研究发现 ： NR 的疲劳次数随着热老化
温度的升高呈现明显的下降趋势，但 1.6 拉伸倍数不同温度下，疲劳次数保持率均≥ 80%。温度为 110 ℃或拉伸倍数≥ 2.4 则出
现急剧下降。
关键词 ： 天然橡胶 ；热空气老化 ；拉伸疲劳
中图分类号 ： TQ332 文章编号 ： 1009-797X(2024)10-0018-05
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2024.10.004

0 前言 变、老化时长、结构、预测方法等方面对 NR 天然橡
NR 天然橡胶有非常优异的综合性能，比如 ：超 胶及其制品的老化和疲劳的影响展开了研究 [2~6] 。这
高回弹性、高强度、高耐磨性以及应变诱导结晶等性 些研究都为 NR 天然橡胶及其制品的防老化和耐疲劳
能。因此，NR 天然橡胶被广泛的应用于航空、建筑、 设计与验证提供了良好的参考。但是，针对汽车悬置
汽车、医疗等行业，是一种重要的国民战略物资。其 用的 NR 天然橡胶热空气老化后的疲劳性能影响的研
中在汽车行业，NR 天然橡胶被大量的应用于底盘、 究目前尚且不多见。
动力等系统的衬套、悬置、减震器等隔震、密封零件 因此，本文以某车的悬置用 NR 硫化橡胶为研究
上，以起到隔震降噪柔性连接及密封防水防尘等作用。 对象，通过不同热氧老化温度研究 NR 橡胶动态拉伸
但 NR 天然橡胶大分子链上含有较多的不饱和活性基 疲劳次数的变化规律，并结合热重法对 NR 橡胶的老
团，这些基团虽然在硫化时起到积极作用，但在使用 化进行解释。研究结果可为悬置用 NR 橡胶的选材和
过程中又容易受到氧气、臭氧等作用从而发生再度交 设计验证提供参考。
联、分子链断裂等副作用，从而使 NR 天然胶失去弹
性和强度而发生失效。NR 天然橡胶不饱和的单体分 1 实验部分
子链中由 σ 键和 π 键组成的双键活性非常高，其中尤 1.1 主要原料
其以 π 键的结合最不牢固，活化能较低，容易和缺电 NR 硫化天然橡胶，硬度（邵尔 A）： 50，市售品。
子物质发生加成反应。特别是当温度升高时，NR 天 1.2 主要设备及仪器
然橡胶与氧气结合发生老化的反应也迅速加剧，所以 橡胶疲劳试验机 ： EKT-2002FF，中国台湾晔中
产生了不少针对橡胶的热老化加速试验寿命研究 [1] 。 科技有限公司 ；
除了 NR 天然橡胶自身的分子结构容易发生老化外， 硬度计： LX-A，中国扬州源峰检测设备有限公司；
另一方面，因其通常作为隔震件应用，受一定频率的 同步热分析仪 ： TGA/DSC 3+，瑞士 METTLER
载荷反复激励作用，容易使分子链内部发生摩擦而生 TOLEDO。
热，从而又进一步催生动态疲劳老化的发生。
为了防止 NR 天然橡胶产品在设计寿命期内出现 作者简介： 王伟健（1986-），男，高级工程师，硕士研究生，
主要从事汽车用非金属材料研发与验证工作。
老化和疲劳失效。国内外学者从热氧老化、填料、应 收稿日期 ：2023-09-22

·18· 第 50 卷 第 10 期