橡膠材料熱空氣加速老化試驗的方法

橡膠材料熱空氣加速老化試驗的方法

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，在使用及貯存過程中，其性能會隨著時間的增加而逐漸下降，甚至喪失使用性能。自從20世紀(jì)60年代報道了橡膠制品在使用過程中因老化現(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可行的辦法。

在加速老化試驗方法研究方面，先后出現(xiàn)了烘箱加速老化試驗、氧彈加速老化試驗、空氣彈加速老化試驗、人工氣候加速老化試驗、濕熱老化試驗、臭氧加速老化試驗、鹽霧腐蝕試驗、人工抗霉試驗等。烘箱加速老化試驗和濕熱老化試驗是人們?yōu)槌Ｒ姷?種加速老化試驗方法。國外曾有人設(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。從理論上講，這是一個很有希望的發(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

熱空氣加速老化試驗
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，宏觀表現(xiàn)為物理機(jī)械性能改變，某些性能與老化時間呈單一變化關(guān)系，如扯斷延長率，應(yīng)力松弛系數(shù)，壓縮變形率。按照性能與老化時間關(guān)系的經(jīng)驗式，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。對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計計算，可預(yù)算實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，烘箱問世，產(chǎn)生了熱空氣加速老化試驗方法（又名烘箱加速老化試驗方法）。這種方法是將試驗樣品懸掛在給定條件（如溫度、風(fēng)速等）的熱老化試驗箱內(nèi)，并周期性地檢查和測定試樣的外觀及性能變化，從而評定其耐熱性的一定方法。利用這種方法還可對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，老化的物理化學(xué)過程應(yīng)與在真是的貯存和使用條件下所進(jìn)行的過程相同。它規(guī)定將材料暴露于不少于3個比實際使用或貯存溫度更高的溫度下，測量某一選定性能。當(dāng)材料性能下降到某以給定指標(biāo)時，作為材料的老化終點，從而得出的每個溫度下的熱壽命，達(dá)到對材料的熱老化性能進(jìn)行評估的目的，也可由此外推計算實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。
烘箱加速老化試驗直觀簡便，且與實際過程較為接近，在某些情況下結(jié)果的準(zhǔn)確度是可以接受的。我國與20世紀(jì)80年代將橡膠的烘箱加速老化試驗方法標(biāo)準(zhǔn)化，了GB/T17782-1999(硫化橡膠壓力空氣熱老化試驗方法)、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)等。