屈挠龟裂试验

橡胶制品在长期使用中会因反复变形出现龟裂，而屈挠龟裂试验正是模拟这一过程，评估橡胶材料的抗疲劳性能。

该试验通过对橡胶试样施加周期性的屈挠变形，观察其表面产生龟裂的时间或程度，为橡胶制品的耐老化设计、配方优化及质量控制提供关键数据。

一、试验原理与目的

橡胶材料的屈挠龟裂本质是动态应力下的疲劳破坏。

当橡胶受到反复弯曲、拉伸或压缩时，分子链间的相互作用逐渐弱化，微观缺陷不断扩展，最终形成宏观龟裂。

试验的核心目的是：

对比不同橡胶配方（如天然橡胶、丁苯橡胶等）的抗龟裂能力；

评估添加剂（如炭黑、防老剂）对橡胶耐疲劳性能的影响；

为轮胎、密封件等高频使用的橡胶制品提供寿命预测依据。

二、试验方法与流程

试样制备：

通常将橡胶制成标准试样（如哑铃型或环形），试样表面需光滑无缺陷，避免因加工损伤干扰结果。

设备与参数设置：

使用屈挠试验机（如德墨西亚试验机），通过夹具固定试样并施加周期性变形。关键参数包括：

屈挠频率：模拟实际使用中的动态载荷频率（如 50-300 次 / 分钟）；

变形量：根据制品工况设定弯曲角度或拉伸幅度；

环境条件：可控制温度、湿度或介质（如臭氧环境），模拟复杂使用场景。

试验执行与观察：

启动设备后，按设定参数持续屈挠试样，每隔一定时间停机检查表面龟裂情况。

观察指标包括：

龟裂起始时间：试样首次出现可见裂纹的屈挠次数或时间；

龟裂扩展速度：裂纹长度、深度随屈挠次数的变化；

龟裂形态：如裂纹走向、密度等，反映材料破坏机制。

三、结果分析与应用场景

质量控制：在橡胶制品出厂前，通过试验筛选抗龟裂性能达标材料，避免早期失效（如轮胎胎面开裂）。

配方优化：例如，添加适量防老剂可延缓龟裂产生，试验数据能指导配方调整方向。

寿命评估：结合实际使用工况（如汽车轮胎的行驶里程），通过试验数据建立疲劳寿命模型。

四、注意事项

试样制备精度和设备校准直接影响结果重复性，需严格遵循标准（如 ISO 132、GB/T 13934）；

环境因素（如温度升高会加速分子链老化）需精准控制，确保试验条件与实际应用场景匹配；

对于龟裂微观机制的研究，可结合电子显微镜等手段，进一步分析裂纹扩展的分子层面原因。

通过屈挠龟裂试验，橡胶行业得以在材料研发和制品设计中平衡性能与成本，为提升产品耐用性提供科学依据。