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橡胶材料的老化试验方法

众所周知,橡胶材料作为一种高分子合成材料,通病是易老化,在使用和贮存过程中,其性能会随时间的增加而逐渐下降,甚至丧失使用性能。其在使用过程中,也会经受不同的环境,特别是一些极端的环境使得橡胶材料及构件的性能严重劣化,如空间环境大范围的温度变化(-90~125℃)要求航天飞行器某些部位(如弦窗)的密封材料不仅要经受得住长时间高温,而目_在低温下弹性要好,在飞行器返回进入大气层过程中,还要能满足瞬时的热密封,以保证在整个温度范围内可靠地密封,航天器的气动系统直接影响到密封舱内的工作环境和宇航员的生命安全;沙漠地区温度高,昼夜温差大(白天高达40~50℃,夜间降至 2℃),在沙漠酷热条件下甚至可能会引起钢材变形,使橡胶或金属构件产生松动、膨胀和断裂等。这些都要求我们在研制材料和产品的过程中必须考虑材料和产品的环境适应性能。

橡胶材料的老化研究现状

橡胶材料在贮存条件下主要是热氧老化,其作用机制是热的作用将加速橡胶材料的交联、降解等化学变化,宏观表现为物理机械性能的改变,某些性能与老化时间呈单一关系,如拉断伸长率、应力松弛系数、压缩永久变形率等。大约在20 世纪20年代,随着人们开始对橡胶物理机械性能变化规律的研究,Cerr烘箱便问世,进而产生了热空气加速老化试验方法(又名烘箱加速老化试验方法)。

橡胶加速老化试验方法

在橡胶加速老化试验方法研究方而,先后出现了烘箱加速老化试验、氧弹加速老化试验、人工气候加速老化试验、湿热老化试验、臭氧加速老化试验、烟雾腐蚀试验、人工抗霉试验等。烘箱加速老化试验和湿热老化试验是人们常用的2种加速老化试验方法。长时间的人工加速老化与实际自然老化研究表明,烘箱加速老化与实际自然老化最接近,因此橡胶加速老化研究多以提高温度的烘箱加速老化方法为主。这种方法是将试验样品悬挂在设定条件(如温度、风速等)的热老化试验箱内,并周期性地检查和测定试样的外观及性能的变化,从而评定其耐热性。利用这种方法还可对比各种防老剂效能及估算橡胶的贮存期和使用寿命。该方法遵循下列原则:当加速老化的外部因素为最大值时,老化的物理化学过程应与在真实的贮存和使用条件下所进行的过程相同。烘箱加速老化试验直观简便,且与实际过程较为接近,在某些情况下结果的准确度是可以接受的。