应力松弛

在一定温度、一定速度下，将未硫化橡胶拉伸到一定长度的过程中，所产生的内应力会随着时间的延伸而逐步衰减到零为止;但对硫化胶而言，则衰减到一定程度即告终止，如图1所示。这种过程被称作应力松弛。借助于由松弛全过程轨迹连接而得的“应力松弛曲线”，可测量松弛过程中的蠕变值(单位:%)，如图1所示。

图1 硫化胶的应力松弛过程

整个曲线中的应力下降处于先快后慢的趋势，其根本原因在于外界所施加的力逐渐地被被用来克服大分子链段运动中的黏性阻力(内摩擦力)消耗掉。鉴于橡胶的黏度很大，而且外力在短时间内不可能分布均匀，因此形成的内应力也很大，使橡胶大分子处于紧张状态。但随着时间的推移，分子链经过移动、重排，使原来分布不均匀的内应力逐步趋于平衡。这个平衡过程的长短取决于链结构的互缠程度及温度的高低。凡是分子链越柔软，周边温度越高，则松弛时间越短;反之则越长。

物体在外力作用下，都无一例外地产生形变，橡胶也不例外。当它受到应力作用时，在形变不变的情况下，应力会逐渐随着时间的延长而下降，导致应力松弛。其原因一方面在于经过分子重排，使胶料的流动性增加，这属于物理松弛;另一方面，氧化使硫化胶的网状结构遭到破坏，也导致应力下降，这属于化学松弛。

通过应力松弛可以了解生胶分子的运动状况，从而进一步了解橡胶的分子结构。对于硫化胶而言，则可以借此通过网状结构来评价硫化胶的老化性能。

为了测定应力松弛的程度，可利用应力随温度升高而衰减的原理，通过专用仪器，在一定程度的变形下，在一定温度的特定介质中，测定该胶的应力松弛性能，获得特定的应力松弛曲线。

专用的应力松弛仪根据应力加载方式的不同而分为压缩型、拉伸型及扭转型。使用最普遍的是拉伸型，国产YS-1型应力松弛仪即属此型。所用试片为哑铃状的。