橡膠材料熱空氣加速老化試驗(yàn)的方法

橡膠材料熱空氣加速老化試驗(yàn)的方法

橡膠材料及其制品由于*的性能，已廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域。橡膠材料作為一種高分子材料，通病是易老化，在使用及貯存過(guò)程中，其性能會(huì)隨著時(shí)間的增加而逐漸下降，甚至喪失使用性能。自從20世紀(jì)60年代報(bào)道了橡膠制品在使用過(guò)程中因老化現(xiàn)象而造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失后，人們廣泛開(kāi)展了自然老化和加速老化方法研究。自然條件下橡膠
的老化通常需要幾年的時(shí)間，因此利用加速老化方法以進(jìn)行橡膠材料的老化性能研究成為一種切實(shí)可行的辦法。

在加速老化試驗(yàn)方法研究方面，先后出現(xiàn)了烘箱加速老化試驗(yàn)、氧彈加速老化試驗(yàn)、空氣彈加速老化試驗(yàn)、人工氣候加速老化試驗(yàn)、濕熱老化試驗(yàn)、臭氧加速老化試驗(yàn)、鹽霧腐蝕試驗(yàn)、人工抗霉試驗(yàn)等。烘箱加速老化試驗(yàn)和濕熱老化試驗(yàn)是人們?yōu)槌Ｒ?jiàn)的2種加速老化試驗(yàn)方法。國(guó)外曾有人設(shè)想利用反應(yīng)機(jī)理和分子結(jié)構(gòu)參數(shù)模擬橡膠的貯存老化試驗(yàn)。從理論上講，這是一個(gè)很有希望的發(fā)展方向，目前這種方法還存在較多困難。下面我們分析一下熱空氣加速老化試驗(yàn)

熱空氣加速老化試驗(yàn)
橡膠材料在貯存條件下主要是熱氧老化，其作用機(jī)制是熱的作用講加速橡膠材料交聯(lián)、降解等化學(xué)變化，宏觀(guān)表現(xiàn)為物理機(jī)械性能改變，某些性能與老化時(shí)間呈單一變化關(guān)系，如扯斷延長(zhǎng)率，應(yīng)力松弛系數(shù)，壓縮變形率。按照性能與老化時(shí)間關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)式，可求得性能變化速率常數(shù)（K）。在一定溫度范圍內(nèi)，速率常數(shù)與熱力學(xué)溫度的關(guān)系符合Arrhenius方程。對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算，可預(yù)算實(shí)際條件下的橡膠材料貯存性能和使用性能，20世紀(jì)20年代，烘箱問(wèn)世，產(chǎn)生了熱空氣加速老化試驗(yàn)方法（又名烘箱加速老化試驗(yàn)方法）。這種方法是將試驗(yàn)樣品懸掛在給定條件（如溫度、風(fēng)速等）的熱老化試驗(yàn)箱內(nèi)，并周期性地檢查和測(cè)定試樣的外觀(guān)及性能變化，從而評(píng)定其耐熱性的一定方法。利用這種方法還可對(duì)比各種防老劑效能及估算某高分子材料的貯存期和使用壽命。該方法遵循下列原則：當(dāng)加速老化的外部因素為大值時(shí)，老化的物理化學(xué)過(guò)程應(yīng)與在真是的貯存和使用條件下所進(jìn)行的過(guò)程相同。它規(guī)定將材料暴露于不少于3個(gè)比實(shí)際使用或貯存溫度更高的溫度下，測(cè)量某一選定性能。當(dāng)材料性能下降到某以給定指標(biāo)時(shí)，作為材料的老化終點(diǎn)，從而得出的每個(gè)溫度下的熱壽命，達(dá)到對(duì)材料的熱老化性能進(jìn)行評(píng)估的目的，也可由此外推計(jì)算實(shí)際使用或貯存溫度條件下的性能變化和材料壽命。這種試樣方法主要用于鑒定天然橡膠及硫化氫橡膠的貯存性能。
烘箱加速老化試驗(yàn)直觀(guān)簡(jiǎn)便，且與實(shí)際過(guò)程較為接近，在某些情況下結(jié)果的準(zhǔn)確度是可以接受的。我國(guó)與20世紀(jì)80年代將橡膠的烘箱加速老化試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)化，了GB/T17782-1999(硫化橡膠壓力空氣熱老化試驗(yàn)方法)、GB/T3512-2001(硫化橡膠與熱塑性橡膠-熱空氣加速老化和耐熱試驗(yàn))等。