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原材料与配方 王楠·天然橡胶与聚丁二烯橡胶老化变硬对疲劳裂纹扩展（生成）的影响

结果对应聚丁二烯，耐热性能要高于天然橡胶，也是
热老化高的二烯烃弹性体预期的结果。
仓 库贮存温度一般难于控制，可能会很热，尤
其在夏天的时间段，模拟略高的贮存温度环境，将
一套橡胶试样置于略高的 40℃下贮存 6 个月，而将
另一套橡胶试样置于恒温 21℃下，贮存 1 年。在老
化后测定这两套橡胶试样的拉伸强度和动态性能（参
见表 3）。

表 3 不同温度及贮存时间下两种胶料的动态性能
40℃老化 6 个月 NR-1 NB/BR-2 BR-3
硬度 74 76 76 图 10 NR/BR 并用胶料（配方 2）在 70℃经
拉伸强度 /MPa 24.8 18.8 15.2 12 星期的热老化
伸长率 /% 557 323 214
100% 模量 /MPa 4.5 5.2 7.4
硬度变化 6 8 5
拉伸强度变化率 /% 1.4 -2.2 8.8
伸长率变化 /% -1.9 -25.5 -22.2
模量变化 /% 53.0 47.0 68.9
21℃老化 1 年 70 72 73
硬度拉伸强度 /MPa 24.3 17.3 12.1
伸长率 /% 6.2 398 222
100% 模量 /MPa 3.1 4.0 5.2
硬度变化 2 4 2
拉伸强度变化率 /% -0.6 -10.2 -128
伸长率变化 /% 6.1 -8.2 -19.2
模量变化 /% 3.5 11.8 19.1
动态性能 ：40℃老化 6 个月
G′ (10/10)/MPa 2.92 3.08 3.72
tanδ10/10 0.261 0.200 0.175 图 11 聚丁二烯（配方 3）胶料在 780℃下经
25% 静止力 C/MPa 2.16 2.21 2.82 12 星期的热老化
动态静态比率 1.35 1.40 1.32
变化 G′（10/10）/MPa 30.2 23.1 20.0 在室温下放置 1 年后，试样的硬度、拉伸强度和
25% 静态模量变化率 /% 27.3 15.7 18.9
伸长率的变化都非常小。在 100% 拉伸模量下 NR 胶
动态性能 :21℃老化 1 年
G′ (10/10)/MPa 2.45 2.86 3.45 料（配方 1）的变 化不到 5%，而 BR 胶料（配 方 3）
tanδ 10/10 0.252 0.207 0.174
25% 静态力 C/MPa 1.88 2.10 2.54 的变化接近 20%。在 40℃下贮存 6 个月的老化结果对
动态静态比率 1.30 1.36 1.36 性能产生很大的影响，在 100% 拉伸模量下其性能变
变化 G′（10/10）/MPa 9.1 14.3 11.3
25% 静态模量变化率 /% 10.8 10.2 7.0 化大约增高 50%~70%。在 21℃下放置 1 年后，胶料
的动态与静态模量从 7% 增加到 15%，在 40℃下放置
6 个月之后其模量增加值从 15% 提高到 30%。已进行
了调查判断弹性体的疲劳性能是由什么因素造成其老
化变硬。用这些相同的胶料制备出 FCP 试样在室温下
经 1 年时间以及在 40℃温度下经 6 个月时间的老化，
天然橡胶胶料（配方 1）表明，在贮存老化后其裂纹
扩展变化非常小（参见图 12）。
NR/BR 并用胶料（配方 2）表明在两种老化环
境下其裂纹扩展有增长，而且在 40℃老化后有更大
的影响（参见图 13）。聚丁二烯橡胶（配方 3）表明，
在室温下贮存 1 年后其裂纹变化非常小，但是 40 ℃
图 9 天然橡胶胶料（配方 1）在 70℃下经
12 星期的热老化 下贮存 6 个月时间后胶料的裂纹扩展率有一可测量的

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年