橡胶老化研究的方法

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橡胶材料老化机理与寿命预测研究

橡胶材料老化机理与寿命预测研究

橡胶材料老化机理与寿命预测研究橡胶材料是我们日常生活中广泛应用的材料,如轮胎、密封制品、管道等等,但是随着时间的推移,橡胶材料会出现老化现象,导致其性能下降,失去原有的功能。

了解橡胶材料老化机理和寿命预测研究对于橡胶材料的使用和生产具有重要意义。

一、橡胶材料老化机理橡胶材料在使用过程中会遭受各种外界因素的影响,导致其材料性能发生变化,出现老化现象。

橡胶材料老化机理可以从以下几个方面进行分析。

1. 氧化老化氧化是导致橡胶老化的主要因素之一。

在空气中含氧量高的环境中,橡胶材料很容易出现氧化现象。

氧化过程中,橡胶分子的长链高分子结构会断裂,并形成一些小分子氧化产物。

2. 光老化使用橡胶材料的环境中可能会有紫外线、紫外线辐射等光源,这些光源能穿透橡胶材料并与其分子发生相互作用。

这些相互作用会导致橡胶材料的分子链结构断裂,从而形成一些小分子氧化产物。

3. 热老化常温下,橡胶材料的长链高分子结构相对稳定,但是当橡胶材料受热作用时,其分子结构会发生变化。

热老化的原因在于分子对热的敏感性,高温会引起橡胶分子的活化,从而使得其细胞结构发生变化。

4. 化学老化在使用橡胶材料过程中,橡胶材料会遭受各种化学因素的影响。

这些化学因素可能是有害物质、油性物质、水、酸、碱等,导致橡胶分子链变化并产生氧化物。

二、橡胶材料寿命预测研究针对橡胶材料的老化现象,科研工作者通过研究橡胶材料寿命预测,找出了一些影响橡胶材料寿命的因素。

1. 贮存条件橡胶材料贮存条件越好,其寿命相对越长。

橡胶材料的贮存温度和湿度对其寿命有很大的影响。

一般而言,橡胶材料要存储在干燥、避光、低温、低湿的环境中。

2. 使用环境橡胶材料在不同的使用环境下有不同的寿命。

在各种外部因素影响下,橡胶材料的寿命也会受到影响。

例如,橡胶管道在被暴露在紫外线和氧化剂等环境中,寿命会比暴露在其他环境下的橡胶管道寿命要短。

3. 橡胶材料类型不同类型的橡胶材料具有不同的寿命。

例如,氟橡胶的耐化学质量很高,该材料能够抵抗多数化学药品的腐蚀,寿命较长。

橡胶老化研究的方法

橡胶老化研究的方法

橡胶老化研究的方法在早期的老化研究中主要用吸氧量来表征橡胶老化的速度和程度。

该方法有一定的优点,但也存在很大的缺陷,胶料的氧化速度很低,是可以说明它的耐热老化性很好,但氧化速度很高并不能说明胶料的耐老化性很差,这是因为不同胶料发生氧化反应的机理不同,相同摩尔量的胶料消耗氧的量不同。

某宏观表现为有些胶料在一定条件下吸收了相对较多的氧气,但胶料的物理机械性能变化并不显著。

大约在2O世纪2O年代前后,人们开始重视橡胶物理机械性能变化规律的研究。

就在此时吉尔(Gerr)烘箱问世,产生烘箱加速老化方法,同时又有氧弹加速老化和空气弹加速老化方法的出现。

经过Schoch等人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烘箱温度的加速老化方法为主。

1、橡胶老化的性能变化与评价方法由于橡胶老化的复杂性、试验和测试手段的限制,人们对老化规律的认识有一定的片面性和反复性,加之要与自然老化相对照,试验周期较长,所以在耐老化性评定方面特别是在定量计算上的研究,在2O世纪5O年代以前的进展是相当缓慢的。

在5O年以前主要是研究橡胶在非受力状态下的老化,测定的性能为拉伸强度S、扯断伸长率E、定伸应力M、抗张积SE、硬度H等。

由于橡胶密封零件在航空航天等现代工业技术中的广泛应用,橡胶在受力状态下的老化引起人们的特别重视,因此在近3O年里对橡胶应力松驰和压缩水久变形的研究较多,而且橡胶老化程度与测试数据相符。

Thomas S.Gates等人认为运用人工加速老化的方法研究材料性能指标的变化规律,对于新材料的筛选和制品长期老化性的评定有重要的指导性。

李咏今也强调运用橡胶老化性能变化的基本规律解决一些实际问题,他认为只有认识和掌握了橡胶热氧老化性能变化的一些基本规律,才能建立橡胶性能变化或制品寿命的快速预测方法;才能正确地评定硫化橡胶的耐热老化性;才能在试验室里研究硫化橡胶在常温下的化学变化行为。

丁腈橡胶的老化试验标准

丁腈橡胶的老化试验标准

丁腈橡胶是一种常用的合成橡胶材料,广泛应用于汽车、机械设备、电子产品等领域。

然而,随着使用时间的增长,丁腈橡胶会逐渐老化失效,降低其性能和寿命。

因此,进行丁腈橡胶老化试验十分重要。

本文将介绍丁腈橡胶老化试验的标准及相关内容。

一、老化试验目的丁腈橡胶老化试验的主要目的是评估丁腈橡胶材料在特定条件下的老化变化情况,以确定其耐久性和可靠性。

通过老化试验,可以预测丁腈橡胶在实际使用环境下的寿命,并为产品设计、材料选择和质量控制提供参考依据。

二、老化试验方法1. 加速老化试验:采用特定的加热设备和试验条件,模拟丁腈橡胶在长期使用过程中的老化情况。

常用的加速老化试验方法包括高温老化、氧气老化和紫外线老化等。

2. 自然老化试验:将丁腈橡胶样品暴露在自然环境下,观察其老化变化。

这种试验方法模拟了实际使用环境中的老化情况,但需要较长时间才能得到结果。

三、老化试验参数1. 温度:丁腈橡胶老化试验中常用的温度范围为50℃至150℃。

根据具体需求和应用环境,可以选择适当的老化温度。

2. 时间:老化试验的时间要根据实际需求确定,一般为数小时至数百小时。

加速老化试验的时间一般比自然老化试验短。

3. 氧气浓度:氧气老化试验中,氧气浓度是一个重要参数。

通常使用纯氧或高氧浓度的气体进行试验。

四、老化试验评估指标1. 物理性能指标:包括拉伸强度、断裂伸长率、硬度和密度等。

老化前后对这些指标进行测量和对比,以评估丁腈橡胶的物理性能变化。

2. 动态性能指标:包括动态力学性能和动态磨损性能等。

通过测量老化前后的动态性能指标,可以评估丁腈橡胶的弹性、耐磨性等性能变化。

3. 化学性能指标:包括耐油性、耐溶剂性和耐酸碱性等。

通过测量老化前后的化学性能指标,可以评估丁腈橡胶在不同环境下的耐化学品性能变化。

五、老化试验标准丁腈橡胶的老化试验通常遵循国际标准和行业标准。

常用的国际标准有ISO 188、ASTM D573和D1149等。

在国内,相关标准有GB/T 3512和GB/T 7762等。

橡胶密封件的热老化性能研究

橡胶密封件的热老化性能研究

橡胶密封件的热老化性能研究橡胶密封件是一种常见的工业密封材料,广泛应用于汽车、航空航天、机械制造等领域。

然而,在高温环境下,橡胶密封件会出现老化现象,导致密封性能下降,从而影响其使用寿命和可靠性。

因此,对橡胶密封件的热老化性能进行研究是十分重要的。

热老化是指材料在高温环境下由于温度的作用下发生的化学、物理变化。

在橡胶密封件的制造过程中,会添加各种助剂来提高其耐热性能,如抗老化剂、抗氧剂等。

然而,橡胶材料的热老化性能还是会受到温度、时间、硫化体系以及材料本身的影响。

为了研究橡胶密封件的热老化性能,首先需要选择合适的试验方法。

一种常用的方法是热空气老化试验。

在这种试验中,将橡胶密封件放置在恒温箱中,通过控制温度和时间,模拟实际使用条件下的老化情况。

同时,还可以通过压缩变形测试、硬度测试、拉伸强度测试等手段,对老化前后橡胶密封件的物理性能进行测试和比较。

研究结果显示,橡胶密封件在高温环境下会发生硫化度增加、硬度变化、抗拉强度下降等老化现象。

其中,硫化度的增加可导致橡胶材料的交联程度增加,从而使其弹性降低。

硬度的变化可以反映出橡胶密封件的硬度指标是否满足要求。

抗拉强度的下降则直接影响到橡胶密封件的载荷承受能力。

为了提高橡胶密封件的热老化性能,可以采取以下措施:1. 选择合适的橡胶材料:不同种类的橡胶材料具有不同的耐热性能,选择适合的材料能够降低热老化的风险。

2. 优化硫化体系:通过调整硫化剂、促进剂等的选用和配比,可以改善橡胶密封件的耐热性能。

3. 添加抗老化剂和抗氧剂:在橡胶密封件的制造过程中,添加适量的抗老化剂和抗氧剂,能够有效延长橡胶材料的使用寿命。

4. 加强材料表面处理:材料表面的处理可以提高橡胶密封件的抗老化性能,如表面涂覆耐热涂层等。

此外,值得注意的是,研究橡胶密封件的热老化性能不仅局限于实验室条件下的研究,还应结合实际应用环境,进行现场试验和长期使用情况的观察。

通过与实际使用条件下的对比,才能更加准确地评估橡胶密封件的热老化性能,为其后续的改进和优化提供有效的依据。

橡胶材料的耐老化性能

橡胶材料的耐老化性能

橡胶材料的耐老化性能橡胶材料是一种常见的材料,具有优越的弹性和耐磨性,在各行各业广泛应用。

然而,长期使用后,橡胶材料容易出现老化现象,导致性能下降,甚至失去原有功能。

因此,研究和提升橡胶材料的耐老化性能非常重要。

本文将介绍橡胶材料的老化机理、耐老化性能的测试方法以及改善橡胶材料耐老化性能的措施。

一、橡胶材料的老化机理橡胶材料的老化主要与以下几个因素有关:1. 热氧老化:橡胶材料在高温环境下,与氧气接触后发生化学反应,从而引起老化。

氧气的存在加速了橡胶分子链的氧化、断裂以及交联结构的破坏。

2. 光照老化:橡胶材料暴露在太阳光下,特别是紫外线的照射下,容易发生老化。

紫外线能够引起橡胶分子链的断裂和交联结构的破坏。

3. 湿热老化:橡胶材料长期暴露在高温湿润的环境中,水分和高温相结合会加速橡胶的老化过程。

4. 化学介质的侵蚀:橡胶材料接触到一些化学介质,如酸、碱、溶剂等,会引起化学反应,导致橡胶材料的老化。

二、橡胶材料耐老化性能的测试方法为了评估橡胶材料的耐老化性能,常用的测试方法包括以下几种:1. 热氧老化实验:将橡胶样品暴露在高温高压的空气环境下,观察样品的重量损失、硬度变化以及拉伸强度的降低程度,来评估橡胶材料的耐氧老化性能。

2. 光照老化实验:将橡胶样品暴露在具有紫外线照射设备的实验箱中,通过观察样品颜色的改变、硬度变化以及拉伸强度的降低程度,来评估橡胶材料的耐光老化性能。

3. 湿热老化实验:将橡胶样品暴露在高温高湿的环境中,观察样品的重量损失、硬度变化以及拉伸强度的降低程度,来评估橡胶材料的耐湿热老化性能。

4. 化学介质侵蚀实验:将橡胶样品浸泡在各种化学介质中,通过观察样品的质量变化以及外观的改变,来评估橡胶材料的耐化学介质侵蚀性能。

三、改善橡胶材料耐老化性能的措施针对橡胶材料老化的问题,可以采取以下措施来提高橡胶材料的耐老化性能:1. 添加抗氧化剂:在橡胶材料的制备过程中加入抗氧化剂,可以有效抑制橡胶材料的氧化反应,延缓老化过程。

(橡胶)高分子老化测试的7种方法和老化测试标准

(橡胶)高分子老化测试的7种方法和老化测试标准

(橡胶)高分子老化测试的7种方法和老化测试标准什么是老化试验?老化试验主要是指针对橡胶、塑料产品、电器绝缘材料及其他材料进行的热氧老化试验;或者针对电子零配件、塑化产品的换气老化试验。

老化试验又分为温度老化、阳光辐照老化、加载老化等等高温老化一般分几个等级进行,工业的一般用70度,4个小时,15度一个等级,一般有40度、55度、70度、85度几个等级,时间一般都是4个小时。

根据老化试验产品的多少分为2种方法测试1、老化箱主要针对塑胶产品,而且数量和体积不很大的产品比较实用。

2、老化柜或是老化房主要针对高性能电子产品(如:计算机整机,显示器,终端机,车用电子产品,电源供应器,主机板、监视器、交换式充电器等)仿真出一种高温、恶劣环境测试的设备,是提高产品稳定性、可靠性的重要实验设备、是各生产企业提高产品质量和竞争性的重要生产流程,该设备广泛应用于电源电子、电脑、通讯、生物制药等领域。

七大老化试验方法目前,研究高分子材料的老化试验方法有很多,主要包括气候老化试验,紫外老化试验,臭氧老化试验,热空气老化试验,高低温交变老化试验,湿热老化试验,介质老化试验,盐雾老化试验等。

1、气候老化试验所谓气候老化试验就是将高分子材料试验样品暴露于大气环境条件下,从而获得材料样品在大气环境暴露下的老化规律,对高分子材料的性能进行分析,并预测其使用寿命的一种研究方法。

气候老化试验又可以分为两种:其中一种便是自然暴露试验,即将高分子材料试验样品暴露于真实的大气环境下,以获得材料在真实环境下的老化行为,这种老化试验方法所获得的老化信息最为准确,是获得高分子材料老化行为的最为有效的方法,但是这种试验方法周期时间太长,费时费力。

在美国的佛罗里达州、中国的万宁、漠河以及武汉等地都有人进行过为期超过一年的大气暴露试验。

另外一种便是人工气候老化试验,人工气候老化试验即是指人通过在室内对真实大气环境条件进行模拟或者是加强某一环境因素以在短时间内获得材料老化行为的老化试验方法,这又被称为人工模拟老化或者人工加速老化。

橡胶标准紫外老化

橡胶标准紫外老化

橡胶标准紫外老化1. 引言橡胶是一种广泛应用于各个领域的材料,其性能的稳定性和耐久性是其应用的关键因素之一。

然而,橡胶材料在户外环境中长期暴露于紫外线辐射下,会发生老化现象,导致其性能下降甚至失效。

因此,对橡胶材料进行紫外老化测试和评估具有重要意义。

本文将对橡胶标准紫外老化进行深入研究和分析。

2. 橡胶标准紫外老化测试方法2.1 概述橡胶标准紫外老化测试方法是一种模拟自然环境下橡胶材料长期暴露于紫外线辐射的实验方法。

通过该方法可以评估橡胶材料在户外环境中的耐久性能。

2.2 测试设备标准紫外老化测试设备主要包括:光源系统、温度控制系统、湿度控制系统、试样支撑系统、试样夹持系统等。

2.3 测试参数在进行标准紫外老化测试时,需要确定一些关键参数:光源辐射强度、温度、湿度、辐射时间等。

这些参数的选择应根据实际应用环境和橡胶材料的使用要求进行合理确定。

3. 橡胶标准紫外老化测试的影响因素3.1 光源辐射强度光源辐射强度是影响橡胶标准紫外老化测试结果的重要因素之一。

较高的光源辐射强度会加速橡胶材料的老化速率,而过低的光源辐射强度则可能导致测试结果不准确。

3.2 温湿度温湿度是影响橡胶标准紫外老化测试结果的另一个重要因素。

高温和高湿环境会加速橡胶材料老化,而低温和低湿环境则可能导致测试结果不准确。

3.3 试样形状和厚度试样形状和厚度也会对橡胶标准紫外老化测试结果产生一定影响。

试样形状不同会导致受光面积不同,从而对光照均匀性产生影响;试样厚度不同会导致吸收和透过光线的能力不同,进而影响老化速率。

4. 橡胶标准紫外老化测试的评估指标4.1 外观变化外观变化是评估橡胶材料老化程度的直观指标之一。

一般通过观察橡胶材料表面是否出现龟裂、褪色、变硬等现象来评估其老化程度。

4.2 力学性能力学性能是评估橡胶材料老化程度的重要指标之一。

通过测试橡胶材料的拉伸强度、断裂伸长率、硬度等力学性能参数,可以了解其耐久性能是否受到影响。

橡胶老化寿命预测方法的研究情况简介

橡胶老化寿命预测方法的研究情况简介
链增 长 R・ O- ̄ O + 2- -RO
RO0・ RH— — R0OH+ ・ + R
用。 此外, 加速寿命试验还作 了以下假设: 在试验温度和外 推温度范围内, 只有一个 或几个具有相 同活化能 的反应 起决定作用; 反应活化能是常数 , 与温度无关; 反应速率只 受温度影响 , 与其它 因索无关 。 际情况要 复杂得多 , 实 所 以加速寿命试验预测 出的橡胶构件贮存寿命只是一个近 似值 ,它 与实际贮存寿命 的接近程度取决于橡胶构件在 老化过程中是否遵循这些假设 。如果对结果的准确程度 要求不高 ,甚至可以使用 比标准方法更为简单的热重点 斜法预估橡胶材料的贮存 寿命 。此法是在橡 } 生能变化 到临界值 P以下 , 建立 t T之间的关系 , 与 在一定 的温度
第 3 0卷第 2 4期
Vo .0 o 2 1 N .4 3
企 业 技 术 开 发
T CHNOL I AL DEV O MEN E
21 年 1 0 1 2月
De . c201l
橡胶 老化 寿命预 测方法 的研 究情况 简介
化试验箱 内,并周期性地检查和测定试 样的外观及性能 变化 ,从而评定其耐热性及 预测某些高分子材料 的贮存 期和使用寿命的一种方法 。之后又 出现了氧弹加速老化 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。 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。 研究表 明: 用于电容器密 封的天然橡胶 ( R) 乙丙橡胶 ( P E D 、 N , E M、 P M) 丁苯橡胶 (B 、 S R)丁基橡胶 (I 、 I 硅橡胶 ( V ) 等 , R) N Q等 使用过程 中的老化都属于热氧老化 。

橡胶老化原因的研究

橡胶老化原因的研究

橡胶老化原因的研究橡胶老化是指橡胶材料长期暴露在外界环境下,经历化学、物理和机械变化导致材料性能下降的过程。

橡胶制品的老化现象在工业和日常生活中都非常常见,例如橡胶管、密封圈、轮胎等制品的老化问题都需要引起重视。

了解橡胶老化的原因对于预防和延缓老化过程具有重要意义。

在本文中,我将深入探讨橡胶老化的原因,并分享我的观点和理解。

1. 热氧老化热氧老化是橡胶老化的主要原因之一。

当橡胶材料长时间暴露在高温和氧气环境下,氧气会与橡胶分子中的双键反应,引发链断裂和交联,导致橡胶材料变硬、变脆,并且失去弹性。

发生热氧老化的速度取决于温度、氧气浓度和橡胶材料的特性。

2. 光照老化光照老化是指橡胶材料长时间暴露在紫外线和可见光下引起的老化现象。

紫外线能够降解橡胶分子链,导致材料表面裂纹、变色和黏性降低。

在室外使用的橡胶制品,例如轮胎、橡胶管等,容易受到光照老化的影响。

为了延缓橡胶的光照老化过程,可以使用光稳定剂来吸收和转化紫外线能量,保护橡胶材料的结构完整性。

3. 化学老化化学老化是指橡胶材料与化学物质反应导致性能下降的过程。

橡胶制品常接触到的化学物质包括酸、碱、溶剂和氧化剂等。

这些化学物质能够引发橡胶分子链的断裂、交联或者引起硫化体系的变化,从而影响材料的强度、弹性和耐候性。

化学老化的速度取决于橡胶材料的种类、化学物质的浓度和接触时间等因素。

4. 力学损伤力学损伤是指橡胶材料在使用过程中受到机械应力导致的老化现象。

机械应力能够引起橡胶分子链的断裂和交联的改变,使得材料的可拉伸性和耐磨性下降。

尤其是在高温和高压环境下,机械损伤会加速橡胶的老化过程。

在使用和储存橡胶制品时需要注意避免过大的应力和摩擦,以延缓橡胶的老化过程。

总结回顾:橡胶老化是橡胶材料长期暴露在外界环境下导致性能下降的过程。

热氧老化、光照老化、化学老化和力学损伤是导致橡胶老化的主要原因。

热氧老化是由高温和氧气引起的链断裂和交联,光照老化是由紫外线和可见光引起的链降解和表面裂纹,化学老化是由化学物质与橡胶反应导致的材料性能下降,力学损伤是由机械应力引起的链断裂和材料磨损。

橡胶老化基础知识及试验方法

橡胶老化基础知识及试验方法

橡胶老化基础知识及试验方法介绍:1.什么是橡胶老化?在表面上有哪些表现?答:橡胶及其制品在加工,贮存和使用过程中,由于受内外因素的综合作用而引起橡胶物理化学性质和机械性能的逐步变坏,最后丧失使用价值,这种变化叫做橡胶老化。

表面上表现为龟裂、发粘、硬化、软化、粉化、变色、长霉等。

2.影响橡胶老化的因素有哪些?答:引起橡胶老化的因素有:a)氧、氧在橡胶中同橡胶分子发生游离基链锁反应,分子链发生断裂或过度交联,引起橡胶性能的改变。

氧化作用是橡胶老化的重要原因之一。

B臭氧、臭氧的化学活性比氧高得多,破坏性更大,它同样是使分子链发生断裂,但臭氧对橡胶的作用情况随橡胶变形与否而不同。

当作用于变形的橡胶(主要是不饱和橡胶)时,出现与应力作用方向垂直的裂纹,即所谓“臭氧龟裂”;作用于变形的橡胶时,仅表面生成氧化膜而不龟裂。

C)热:提高温度可引起橡胶的热裂解或热交联。

但热的基本作用还是活化作用。

提高氧扩散速度和活化氧化反应,从而加速橡胶氧化反应速度,这是普遍存在的一种老化现象——热氧老化。

D)光:光波越短、能量越大。

对橡胶起破坏作用的是能量较高的紫外线。

紫外线除了能直接引起橡胶分子链的断裂和交联外,橡胶因吸收光能而产生游离基,引发并加速氧化链反应过程。

紫外线光起着加热的作用。

光作用其另一特点(与热作用不同)是它主要在橡表面进生。

含胶率高的试样,两面会出现网状裂纹,即所谓“光外层裂”。

E)机械应力:在机械应力反复作用下,会使橡胶分子链断裂生成游离基,引发氧化链反应,形成力化学过程。

机械断裂分子链和机械活化氧化过程。

哪个能占优势,视其所处的条件而定。

此外,在应力作用下容易引起臭氧龟裂。

F)水分:水分的作用有两个方面:橡胶在潮湿空气淋雨或浸泡在水中时,容易破坏,这是由于橡胶中的水溶性物质和清水基团等成分被水抽提溶解。

水解或吸收等原因引起的。

特别是在水浸泡和大气曝露的交替作用下,会加速橡胶的破坏。

但在某种情况下水分对橡胶则不起破坏作用,甚至有延缓老化的作用。

ASTMD1148橡胶老化标准测试方法---浅色制品表面在紫外

ASTMD1148橡胶老化标准测试方法---浅色制品表面在紫外

ASTM D 1148橡胶老化标准测试方法---浅色制品表面在紫外光和热环境下的变色1. 适用范围本标准包含对白色或浅色硫化橡胶制品变色性能的测试,这些橡胶制品在一定的相对湿度,雾度,温度条件下经紫外光或紫外/可见光照射会发生变色现象。

本方法也描述了对这些情况下变色程度的定量测试方法。

2. 测试方法2.1 试样必须暴露在紫外光或紫外/可见光照射下。

试样应包括至少一个或多个已知变色行为的对比样条。

2.2 试样在一定相对湿度,雾度,温度条件下经过一定的光照后,通过与一起照射的对比样条的比较来确定变色程度3. 测试设备3.1 紫外荧光发生装置(G154) 与G151 ,G154中的紫外荧光发生装置相同。

3.1.1 除非特殊说明,荧光灯泡的光谱分布须与G154(UVA-340灯)中表一要求相同。

请参考FIG13.2 氙弧光灯装置与G151,G155中的氙弧光测试装置相同。

3.2.1除非特殊说明,过滤型氙灯的光谱分布应当与G155(可见光过滤的氙弧光灯)中的表一要求相同,请参考FIG2 3.3 测色计应当能够准确测量琥珀色,蓝色,绿色的Lab或L*a*b*值,如果测色计不具有自动计算装置,那么应当连接一套带有相关程序的计算机代替。

4. 试样要求4.1 试样应当由硫化橡胶产品的制成,或者据D3182,D3183中方法由板状试样制得。

试样表面平整62 x 12 mm。

如果由产品无法制得此尺寸试样,试样尺寸由生产商和消费商协商制得。

4.2 应当制备一个6.1规定尺寸的同材质试样,次试样不经照射,用于与照射后的试样做颜色对比。

5. 测试步骤5.1 两种测试方法(紫外荧光和氙弧光)使用不同发生源装置,于不同条件下测试,可能产生不同测试结果,因此,如果没有相关数据证明对所测材料具有等效性,则不能互换使用。

5.2 根据G151中规定的辐照强度,温度,相对湿度操作(误差表A3.1),如果实际操作过程中,设备稳定之后,设定环境超出最大误差,则应先停止测试,纠正错误之后才能继续。

橡胶老化测试方法

橡胶老化测试方法

橡胶老化测试方法嘿,你问橡胶老化测试方法啊?那咱就来唠唠。

要说这橡胶老化测试呢,有好几种办法。

一种是热空气老化测试。

就是把橡胶放到一个热烘烘的箱子里,就像把它放在一个大烤箱里一样。

让它在一定的温度下待上一段时间,看看它会变成啥样。

温度可不能太高了,不然橡胶一下子就烤坏了。

也不能太低,太低了老化得太慢,等得人心急。

还有一种是臭氧老化测试。

把橡胶放在有臭氧的环境里,看看臭氧会不会把橡胶给弄坏了。

这就像让橡胶去跟臭氧打架,看看谁厉害。

臭氧的浓度得控制好,不能太多也不能太少。

太多了橡胶一下子就不行了,太少了又看不出效果。

另外呢,还有光照老化测试。

把橡胶放在太阳底下或者用专门的光照设备照着它,看看阳光会不会让橡胶变老。

就像人晒太阳会变黑变老一样,橡胶晒太阳也可能会出问题。

光照的强度和时间都得把握好,不能太猛了,不然橡胶会受不了的。

在做这些测试的时候,得经常观察橡胶的变化。

看看它的颜色有没有变,有没有变硬或者变软,有没有出现裂缝啥的。

就像观察一个病人一样,看看它的病情有没有加重。

我给你讲个事儿吧。

我有个朋友,他在一个工厂里上班,他们厂就是做橡胶制品的。

有一次他们要测试一种新的橡胶材料,就用了这些老化测试方法。

他们先做了热空气老化测试,把橡胶放在一个箱子里,温度设定得刚刚好。

过了一段时间拿出来一看,橡胶有点变硬了。

然后他们又做了臭氧老化测试,把橡胶放在有臭氧的房间里。

结果发现橡胶表面出现了一些小裂缝。

最后他们做了光照老化测试,把橡胶放在太阳底下晒了几天。

这下可好,橡胶变得又硬又脆,颜色也变了。

他们通过这些测试,知道了这种橡胶材料的缺点,然后想办法改进。

后来他们做出了更好的橡胶制品。

所以啊,橡胶老化测试方法有很多,通过这些方法可以了解橡胶的性能,让我们做出更好的橡胶产品。

加油吧!。

丁青橡胶温度加速老化计算

丁青橡胶温度加速老化计算

丁青橡胶温度加速老化计算一、引言橡胶作为一种重要的弹性材料,在工程、汽车、航空等领域具有广泛的应用。

然而,在使用过程中,橡胶材料容易受到温度、氧气、光照等因素的影响而发生老化。

为研究温度对橡胶老化的影响,本文采用温度加速老化实验方法,对丁青橡胶在不同温度下的老化行为进行研究。

二、丁青橡胶温度加速老化计算方法1.温度加速老化实验流程本实验采用的热空气老化实验方法,其主要流程如下:(1)样品准备:选取相同型号的丁青橡胶制品,制成标准试样。

(2)老化实验:将试样置于恒温恒湿环境中,分别在不同温度(如40℃、60℃、80℃等)下进行老化实验。

(3)时间控制:每组实验持续一定时间(如100小时、200小时等),以达到预期老化效果。

(4)性能测试:在实验结束后,对老化试样进行性能测试,包括硬度、拉伸强度、断裂伸长率等指标。

2.实验参数设置为确保实验结果的准确性,需合理设置实验参数。

主要包括:(1)温度梯度:根据实际需求,设置不同温度梯度,如40℃、60℃、80℃等。

(2)老化时间:根据实验目的,设定合适的老化时间,如100小时、200小时等。

(3)实验气氛:控制实验环境气氛,如恒温恒湿、通风等。

3.老化程度评估实验结束后,对老化试样进行性能测试。

通过比较不同温度下橡胶性能的变化,评估老化程度。

老化程度可分为以下几个等级:(1)轻度老化:性能变化较小,对使用性能影响不大。

(2)中度老化:性能变化明显,使用寿命缩短。

(3)重度老化:性能变化较大,严重影响使用。

三、实验结果与分析1.不同温度下橡胶老化情况实验结果表明,随着温度的升高,丁青橡胶的老化程度加剧。

在40℃条件下老化100小时,橡胶性能变化较小;而在80℃条件下老化100小时,橡胶性能明显下降。

2.老化速率与温度的关系通过对比实验数据,发现老化速率与温度呈正相关关系。

即温度越高,老化速率越快。

3.影响因素分析除温度外,实验过程中还发现其他影响橡胶老化的因素,如氧气、光照等。

橡胶热空气加速老化的原理

橡胶热空气加速老化的原理

橡胶热空气加速老化的原理
橡胶热空气加速老化的原理可以从多个角度来解释。

首先,橡胶材料本身具有一定的化学结构。

其中,橡胶中的分子结构是由聚合物链组成的。

这些链的长度和分支情况会影响橡胶的物理性能和化学稳定性。

同时,橡胶也包含有助剂、填料、增塑剂等辅助成分。

这些辅助成分的种类和含量也会对橡胶材料的老化寿命产生影响。

在加速老化实验中,通过高温、高湿度、氧化剂等实验条件,可以加速橡胶材料的化学反应过程,从而模拟出长期使用过程中橡胶老化的情况。

其中,最常见的加速老化实验方法是热空气老化法。

热空气老化法的原理是,在高温下,橡胶中的化学反应速率会快速增加。

橡胶中存在的自由基、氧化物等活性物质会与空气中的氧气、水等反应生成更多的自由基,形成自由基链反应。

这样,橡胶中的聚合物链会受到断裂、交联和氧化等影响,导致橡胶材料的物理性能和化学稳定性发生变化,最终导致老化。

热空气老化法的实验条件是温度通常为100~200,湿度为50~70%RH,持续时间为数天或数周。

在这样的实验条件下,橡胶材料会发生多项化学反应,如自由基反应、氧化反应、剥蚀反应、降解反应等。

这些反应会导致橡胶材料的膨胀、硬化、变脆等现象,直接影响橡胶的使用寿命和安全性能。

总之,橡胶热空气加速老化的原理是通过加快橡胶材料中的化学反应速率,模拟长期使用中橡胶老化的情况,从而分析橡胶材料的性能和寿命。

这种加速老化实验方法对于橡胶材料的研究和开发具有重要意义。

橡胶材料的抗氧化性能测试方法

橡胶材料的抗氧化性能测试方法

橡胶材料的抗氧化性能测试方法橡胶是一种重要的材料,在工业和日常生活中广泛应用。

然而,由于长期暴露在空气中,橡胶材料往往容易发生氧化反应,导致材料老化、失去弹性和机械性能下降。

因此,了解橡胶材料的抗氧化性能对于延长其使用寿命和提高其性能至关重要。

本文将介绍几种常用的橡胶材料抗氧化性能测试方法。

1. 热氧老化实验法热氧老化实验法是一种常见的测试方法,通过将橡胶样品暴露在高温和高氧气氛中,模拟橡胶材料长期受到空气氧化的情况。

这种方法可以评估橡胶材料的抗氧化性能和耐老化能力。

实验中,将样品置于恒温容器中,加入一定量的氧气,通过控制温度和时间,观察橡胶材料在不同条件下的性能变化,例如硬度变化、质量损失、断裂强度降低等。

通过对比不同样品的测试结果,可以评估不同橡胶材料的抗氧化性能差异。

2. 四氧化磷实验法四氧化磷实验法是一种简单常用的方法。

实验中,将四氧化磷加入橡胶样品中,然后加热观察材料的性能变化。

四氧化磷会分解产生氧气,在高温下与橡胶发生氧化反应。

通过观察样品表面的变化,如颜色变化、质地变化等,可以初步评估其抗氧化性能。

3. 紫外光老化实验法紫外光老化实验法是一种模拟太阳紫外线照射条件下橡胶材料老化的方法。

实验中,将橡胶样品暴露在一定强度的紫外光下,然后观察材料性能的变化。

紫外光会导致橡胶材料发生光氧化反应,使其发生颜色变化、表面硬化、断裂强度下降等。

通过测试样品在不同紫外光照射时间下的性能变化,可以评估橡胶材料的抗紫外光老化能力。

4. 氧气压力加速老化实验法氧气压力加速老化实验法是一种模拟高氧环境下橡胶材料老化的方法。

实验中,将橡胶样品暴露在高压氧气环境中,通过增加氧气浓度和压力加速材料老化。

可以观察材料的性能变化,如质量损失、断裂强度变化等。

通过不同压力和时间下的实验结果,可以评估橡胶材料的耐氧化性能。

5. 化学试剂法化学试剂法是一种通过化学试剂来评估橡胶材料氧化性能的方法。

常用的化学试剂包括过氧化氢、高锰酸钾溶液等。

橡胶热老化试验标准

橡胶热老化试验标准

橡胶热老化试验标准橡胶制品在使用过程中,受到温度、湿度、氧气、光照等外界环境因素的影响,容易发生老化而失去原有的物理性能和化学性能。

其中,热老化是橡胶制品在高温环境下老化的一种常见方式。

为了评估橡胶制品的耐热老化性能,需要进行橡胶热老化试验。

橡胶热老化试验标准是对橡胶制品进行热老化性能评价的依据,下面将介绍橡胶热老化试验标准的相关内容。

首先,橡胶热老化试验标准的制定是为了保证橡胶制品在高温环境下的使用安全性和稳定性。

通过对橡胶制品在一定温度下的老化试验,可以评估橡胶制品的耐热老化性能,为产品的设计、生产和使用提供依据。

橡胶热老化试验标准通常包括试验方法、试验条件、试验设备、试验程序、试验结果评定等内容,以确保试验的科学性和准确性。

其次,橡胶热老化试验标准的内容主要包括试验方法和试验条件。

试验方法是指对橡胶制品进行热老化试验的具体操作步骤和技术要求,包括样品的制备、试验条件的设定、试验设备的选择和使用、试验程序的执行等内容。

试验条件是指进行热老化试验时需要控制的环境条件,包括温度、湿度、氧气浓度、试验时间等参数,这些条件对于橡胶制品的老化过程和老化速率具有重要影响。

另外,橡胶热老化试验标准还包括试验结果的评定和分析。

在试验结束后,需要对橡胶制品的老化程度进行评定和分析,通常采用外观检查、物理性能测试、化学性能测试等方法,对试验样品的老化情况进行评估和分析,以确定橡胶制品的耐热老化性能。

总的来说,橡胶热老化试验标准是对橡胶制品进行热老化性能评价的依据,具有重要的意义和价值。

通过遵循橡胶热老化试验标准,可以科学、准确地评估橡胶制品的耐热老化性能,为产品的设计、生产和使用提供科学依据,保证产品的质量和安全性。

因此,对橡胶热老化试验标准有深入的理解和掌握,对于提高橡胶制品的质量和性能具有重要意义。

天然橡胶老化测试条件

天然橡胶老化测试条件

天然橡胶老化测试条件一、引言天然橡胶是一种重要的工业原料,广泛应用于汽车轮胎、橡胶制品等领域。

然而,天然橡胶在长期使用过程中会发生老化现象,导致性能下降,甚至失去使用价值。

因此,了解天然橡胶老化的测试条件是至关重要的。

二、天然橡胶老化机理天然橡胶老化主要是由于氧气、热量和光照等外部因素的作用下,橡胶分子链发生断裂、交联或氧化等反应而引起的。

这些反应会导致橡胶的物理性能、化学性质以及外观等发生变化。

三、天然橡胶老化测试条件为了模拟真实环境下天然橡胶老化的情况,科学家们设计了一系列的老化测试条件。

这些条件包括温度、湿度、光照以及氧气浓度等因素。

1. 温度:温度是影响天然橡胶老化的重要因素之一。

常见的老化温度范围为40℃至100℃,其中70℃是较常用的老化温度。

在老化测试中,可以通过恒温箱或老化室来控制温度。

2. 湿度:湿度是另一个重要的老化测试条件。

通常情况下,老化湿度为40%至70%RH,具体湿度值可以根据实际需要进行调整。

湿度可以通过加湿器或湿度控制装置来控制。

3. 光照:光照是天然橡胶老化过程中不可忽视的因素。

天然橡胶在阳光下会发生氧化反应,导致老化加速。

因此,在老化测试中,可以使用紫外线灯或氙灯等光源来模拟阳光照射。

4. 氧气浓度:氧气也是促使天然橡胶老化的重要因素之一。

在老化过程中,氧气与橡胶发生反应,使其分子链断裂。

为了模拟真实环境中的氧气浓度,可以在老化实验中控制空气流通或采用氧气控制装置。

四、老化测试方法天然橡胶老化测试主要有两种方法:实验室老化测试和自然老化测试。

1. 实验室老化测试:实验室老化测试是通过模拟真实环境下的老化条件来进行的。

通常使用老化箱或老化室来控制温度、湿度和光照等条件。

在一定时间后,取出橡胶样品进行性能测试,如拉伸强度、断裂伸长率、硬度等。

2. 自然老化测试:自然老化测试是将橡胶样品暴露在自然环境下进行老化。

样品可以暴露在户外或特定的老化场所,如老化板房。

在一定时间后,取出样品进行性能测试。

橡胶耐臭氧老化试验方法

橡胶耐臭氧老化试验方法
5、试验方法:
方法A
按规定进行调节后拉伸应变20%的试样,在臭氧试验箱经72 h后检查试样的龟裂情况.或按适用材料特性选择任一伸长率和暴露时间。
方法B
按规定采用一种或多种伸长率的试样,并进行调节.仅采用一种伸长率时.应采用20%伸长率.除非另有规定.在2h,4h,8h,16h,24h,48 h,72h和96h攀露后检查试样,必要时可适当延长暴露时问,并记录各种伸长率的试样出现龟裂的时间。
橡胶耐臭氧老化试验方法
耐臭氧试验目的:
通过本试验方法可检测硫化橡胶、热塑性橡胶的耐臭氧性能。基露于含一定浓度臭氧的空气中和在规定温度且无光线直接影响的环境中进行的耐臭氧龟裂的试验方法.不同橡胶材料的耐臭氧能力随臭氧浓度和沮度的不同有明显差别。
1、试验标准:
GB T7762-2003硫化橡胶或热塑性橡胶耐臭氧龟裂静态拉伸试验
2、试验设备:
CLM-QL-100型臭氧老化试验箱进行试验(本处采用的是小样品,若样品过大可以采用更大型号的试验箱)。
3、试样:
试样3个,长条标准试样宽度为不小于10 mm,厚度
2.0 mm士。. 2 mm,拉仲前夹具两端间试样的长度不少于40 mm;哑铃标准试样应该由两端为12mm×12mm的正方形和中间宽为5mm,长为50 mm的长条构成.
≤65%R.H
伸长率:
通常选用下列一种或多种仲长率进行试验;5%±1%、10%士1%、15%士2%、20%士2%、30%士2%.40%士2%、50%士2%、60%士2%、80%士2%。
拉伸后的试样调节:
拉伸后试样应该在无光,基本无臭氧的大气中调节48 h到96 h,调节温度应按GB/T 2941浓度(50xx5)×10-8(注:
臭氧浓度可用臭氧分压MPa表示,1×10-8 ,一臭氧浓度相当干

橡胶老化与橡胶热老化试验标准

橡胶老化与橡胶热老化试验标准

橡胶老化与橡胶热老化试验标准老化是橡胶性能受损的主要原因之一。

由于产品的配方和使用条件各异,老化历程快慢不一,所以,需要通过老化试验来测定和评价,以评定橡胶老化的程度及其对性能的影响。

老化试验就是在外部条件下,经过一定时间后,考核橡胶性能前后变化(一般是性能下降或劣化)化的试验方法及所用的测试手段。

常用的橡胶老化试验方法和有关装置如下。

自然老化试验橡胶试片在拉伸状态下,放置在室外自然环境中,经长时间日晒雨淋后,观察、测定和比较前后的性能变化。

这种方法虽逼真度高,对实际状况的模拟性强,但往往费时太长,一般作为辅助参考是合适的,但要在短时间内完成测试,得出结论是不可能的。

2.加速老化试验为了在较短时间内得到老化试验数据,有必要采用加速型的老化试验,即强化试验条件,加快老化进程,大幅度缩短测试周期,较快地获得测试结果一老化数据。

这类试验项目有:1.烘箱加热老化试验简称热老化试验,是目前应用最广的方法。

所用的测试设备是加热烘箱。

加热温度(常用为70和100c【=)和时间(常用为72、144 h)可以设定。

试片悬挂在箱内的回转片架上。

试验结束后,取出试片,测定其性能,并与老化前数据进行对比,计算老化系数,衡量其减损程度。

例如,某胶料热老化前的拉伸强度为20 MPa,热老化后降为12 MPa,则老化系数为0.6.2.天候老化试验模拟在室外使用时的环境条件,对试样进行箱内的加速老化试验。

试验装置能再现实际使用中遇到的气候条件,如光晒(以灯光照射代替)、雨淋(以喷水代替)所以,在仿真、模拟条件下的加速老化试验光源采用紫外光或碳弧灯。

试验时间可在101000 h内调节。

试验结束后除进行物理性能测定外,还需观察其表面龟裂状况。

3.臭氧老化试验用来考察臭氧对橡胶的损害程度。

试验装置是密闭的臭氧老化箱。

内有臭氧发生器,通过水银灯产生一定浓度的臭氧。

试片试验时接受一定的的拉伸变形。

经一定时间后观察试样表面裂纹深度,判断胶料的抗臭氧水平。

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橡胶老化研究的方法时间:2009-05-21 11:26来源:橡胶老化网作者:admin 点击:125次摘要:论述了橡胶老化研究的方法,评价橡胶老化的方法与内容有:力学性能变化,硫化胶结构变化,老化机理,交联密度,TG、DMA、DSC等热分析。

关键词:橡胶老化;交联结构;热分析在早期的老化研究中主要用吸氧量来表征橡胶老化的速度和程度。

该方法有一定的优点,但也存在很大的缺陷,胶料的氧化速度很低,是可以说明它的耐热老化性很好,但氧化速度很高并不能说明胶料的耐老化性很差,这是因为不同胶料发生氧化反应的机理不同,相同摩尔量的胶料消耗氧的量不同。

某宏观表现为有些胶料在一定条件下吸收了相对较多的氧气,但胶料的物理机械性能变化并不显著。

大约在2O世纪2O年代前后,人们开始重视橡胶物理机械性能变化规律的研究。

就在此时吉尔(Gerr)烘箱问世,产生烘箱加速老化方法,同时又有氧弹加速老化和空气弹加速老化方法的出现。

经过Schoch等人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烘箱温度的加速老化方法为主。

1、橡胶老化的性能变化与评价方法由于橡胶老化的复杂性、试验和测试手段的限制,人们对老化规律的认识有一定的片面性和反复性,加之要与自然老化相对照,试验周期较长,所以在耐老化性评定方面特别是在定量计算上的研究,在2O世纪5O年代以前的进展是相当缓慢的。

在5O年以前主要是研究橡胶在非受力状态下的老化,测定的性能为拉伸强度S、扯断伸长率E、定伸应力M、抗张积SE、硬度H等。

由于橡胶密封零件在航空航天等现代工业技术中的广泛应用,橡胶在受力状态下的老化引起人们的特别重视,因此在近3O年里对橡胶应力松驰和压缩水久变形的研究较多,而且橡胶老化程度与测试数据相符。

Thomas S.Gates等人认为运用人工加速老化的方法研究材料性能指标的变化规律,对于新材料的筛选和制品长期老化性的评定有重要的指导性。

李咏今也强调运用橡胶老化性能变化的基本规律解决一些实际问题,他认为只有认识和掌握了橡胶热氧老化性能变化的一些基本规律,才能建立橡胶性能变化或制品寿命的快速预测方法;才能正确地评定硫化橡胶的耐热老化性;才能在试验室里研究硫化橡胶在常温下的化学变化行为。

在橡胶制品规格试制或橡胶原材料应用研究中需要判断和比较不同材料耐热老化性孰优孰劣,以达到材料筛选的目的,这是对橡胶材料耐热老化性的定性评定。

随着航天和航空等现代技术的发展,对产品的可靠性要求愈来愈高,因此在某些橡胶制品试制中,满足一定贮存期或使用期要求成为技术条件之一。

这就需要在配方设计的同时进行性能变化或寿命预测,这种预测就是对橡胶耐热老化性的定量评定。

因此橡胶耐热老化性评定方法研究是橡胶应用研究中的一个重要内容。

随着导弹火箭等现代技术的发展,迫切需要解决橡胶制品贮存或使用寿命预测问题,这有力推动了橡胶耐热老化性评定方法研究。

因此近三十年来在橡胶老化性能变质规律的认识上,性能变化的定量计算上取得了长足进展。

目前在我国对于橡胶性能变化或制品寿命预测已经有了标准方法。

但定量评定橡胶制品老化性能的报道在国内还少见,国外的研究大部分也是定性方面的,但产品老化性能的测试正由定性判断逐渐向定量判断发展。

一般来说,老化性能的评定主要是研究材料宏观性能的变化及微观结构的变化。

橡胶制品发生老化时,其材料本身发生一些明显的改变,包括材料的组份、电性能、力学性能及微观分子结构变化。

可以把已老化样品与未老化样品的如下性能进行比较:(1)力学性能:拉伸强度、扯断伸长率、压缩永久变形、回弹率、硬度;(2)样品外观:变软,发粘;变硬,发脆;表面发霉等;(3)热性能:玻璃化温度,热降解起始温度等。

2、硫化胶结构及其老化机理的表征方法2.1、硫化胶交联密度的测定橡胶的特征是同时具有柔软性和可逆大变形性。

柔软性是玻璃化温度远低于室温的一切无定形聚合物共有的性质,但要使可逆性大变形成为可能,就需要利用化学反应或物理相互作用引人交联点。

因此,研究交联点具有怎样的结构和以怎样的交联密度沿着橡胶分子链分布就成为评价橡胶物性的基本问题。

交联密度变化是橡胶老化微观结构变化的主要方面,交联密度对橡胶宏观力学性能有直接的重要的影响。

交联密度和交联键类型的测定是表征硫化胶交联结构最主要的工作。

交联密度的表示方法有:单位体积硫化胶中交联键的数目、交联网链的数均分子量等。

在交联密度中要区分物理交联密度和化学交联密度,在硫黄硫化天然橡胶的交联网络中,能够提供有效交联的既有物理交联点,也有化学交联点。

化学交联点包括C.C、C.S、S-S键以及橡胶分子链与炭黑之间形成的结合橡胶;物理交联点包括分子链的几何缠结、氢键和范德华力等。

测定橡胶交联密度的方法有溶胀法、溶胀模量法、平衡模量法和应力一应变法等。

近年来也有一些研究者用动态剪切模量法估算硫化胶的化学交联密度,或用标准曲线法测定硫化胶的交联密度及交联键结构,其中常用的方法有两种:一种是应力一应变法,另一种是平衡溶胀法。

2.1.1、应力一应变法测定交联密度最简单的方法是对硫化橡胶进行单向拉伸试验根据硫化胶弹性统计理论,橡胶试样在进行单向拉伸时,单位面积上的应力F与应变的关系为:其中v为lcm 样品中交联键的数目(即交联密度),T为绝对温度,k为玻尔兹曼常数,f是与网链构型有关的前置因子,C 为给定温度下的弹性常数。

如果忽略链末端和链缠结的影响,而交联官能团数为4,则:其中,为交联网链的数均分子量,[x]为交联密度。

由此可见,可通过应力一应变曲线确定C的值,从而计算出交联密度。

后来,考虑链末端和链缠结等物理交联的影响,Mullins提出了半经验性的公式:其中为化学交联网链的数均分子量,p为硫化胶中橡胶相的密度。

2.1.2、平衡溶胀方法硫化橡胶弹性统计理论认为:橡胶立体网状结构在有机溶剂中不会溶解只会溶胀,一方面溶剂分子自发扩散进入橡胶分子之间,引起“膨胀”,另一方面网链的回复力把溶剂分子“挤出”,当两者达到平衡时,橡胶的溶胀状况反映了网状结构的特征。

根据Flory和Rhener的研究结果:V。

为溶剂的摩尔体积,x是橡胶一溶剂相互作用参数,Vr 定义为橡胶相在溶胀硫化胶中的体积分数。

上述关系式是在不考虑链末端和链缠结的情况下,由弹性统计理论和液体混合热力学理论推导出来的,而且没有考虑填料的影响。

上式还可变换为:应该指出的是,X是影响该方法准确性的一个重要因数。

很明显,不同的溶剂,不同的橡胶,它们之间的相互作用参数必然不同。

X是硫化胶的微观结构与溶剂分子之间的相互作用参数,因此,凡是能改变硫化胶微观结构的因素都能影响X的值,如硫化温度、硫化时间、硫化助剂的类型等。

另外,X还对温度非常敏感,温度的改变也会引起X的变化。

总之,影响X的因素很多。

通常采用的方法是选取一个平均值,特别是当X的值变化不大时,选取一个平均值作为X的值,把X当作一个常数。

这两种方法不同之处是前者目前仍局限于测定不含任何填充剂的硫化橡胶,而后者则适用于填充和未填充的硫化胶。

平衡溶胀法测定交联密度的方法,其优点是比较简便,也不需要特殊器具,而且测定精度较高。

但橡胶与溶剂的相互作用系数X值选用不当会极大影响交联密度,其产生的误差比测定误差大得多。

仅考虑总的交联密度不足以说明整个硫化胶的网络特征,交联密度是由不同类型交联键的密度组成,所以对各种交联键类型的测定也显得非常重要。

分析和测定各种交联键型的密度有化学方法、核磁共振法、红外光谱法等。

Wotson等人用化学探测试剂与平衡溶胀法相结合可以得到各类交联键的密度。

2.2、硫化橡胶的热分析热分析是在程序控制温度一FN量物质的物理性质与温度关系的一门分析技术,研究物质因受热而引起的各种物理及化学变化过程,它和此类变化的热力学和动力学问题密切相关。

其测试方法主要包括热机械分析(DMA/TMA)、热重分析(TG)、差热分析(DTA/DSC)等,具有灵敏度高、快速、可靠和使用方便等优点。

正因为如此,热分析在科学研究和生产实践中的作用愈来愈大。

而且随着热分析仪器制作水平的提高,各种配套的计算机软件的推出,热分析数据愈来愈完善,且能更快速、更准确地分析与探索材料的结构和性质,为各学科的热力学、动力学研究提供简便、快速、灵敏的研究方法。

TG、DMA和DSC已广泛用于橡胶老化研究。

2.2.1、热重分析(TG)在橡胶老化研究中,热重分析主要用于评价材料的热稳定性、老化程度及预测寿命,研究老化降解动力学。

通过热重分析,能够了解材料的热降解起始温度,总的热失重率。

测定不同温度不同老化时间的热重曲线,还可计算出活化能,估计材料的寿命。

评价橡胶老化程度,用一般的物理力学性能测试方法,测定的项目较多、费时,若用TG曲线的变化则可快速方便地反映出来。

2.2.2、热机械分析(DMA)橡胶制品在动态条件下工作时,动态生热必将加速橡胶的热老化,使其性能下降。

动态DMA可测定当橡胶材料受到周期性应力时的机械反应,从而确定其粘弹性及流变性能,并且可以跟踪测试其性能变化,以评价橡胶材料的耐老化性能。

尽管橡胶老化和动态机械分析的研究已有很多报道,但填充的硫化橡胶老化研究较少,仅国外有部分研究报道。

Y.T.Wei等人用DMA研究了几种填充橡胶(重型轮胎的不同部位)在不同老化时间:24、72、240h;老化温度:70、100℃,预应变下的动态力学性能¨,得出了几个重要的结论:(1)对于未老化橡胶,储能模量E 、损耗模量E”和均随DMA试验温度的升高而下降。

(2)对于老化橡胶,随着应变幅度的增加储能模量E 下降,损耗模量E”和出现最大值。

并分析了影响老化橡胶动态性能的因素:①老化时间的影响:老化时间增加,储能模量E 和损耗模量E 增加。

对于,如果老化温度小于70℃,对所有橡胶它是随老化时间增大而下降;然而,如果老化温度达到100℃,随老化时间增大而增大。

②预应变的影响:预应变加速了老化过程,导致下降。

③老化温度的影响:化温度升高加速了老化过程,使储能模量E 和损耗模量E”增加,下降。

国外也有人用DMA研究了NR硫化胶老化的复数模量对填料网络和聚合物结构的依赖性。

在温度分别为30℃、50℃、70℃,在有或无预应变情况下,用DMA 分析了老化橡胶,表现出Payne效应,即:储能模量随振幅增大而下降,在百分之几的应变下,损耗模量出现最大值。

储能模量70℃下随老化时间延长而增大:24h≤72h≤240h(在无预应变下)。

当施加预应变时,由应变产生的结晶增加了储能模量。

随着时间的延长,预应变松弛,晶体结构开始消失。

72h后,晶体结构几乎不存在,仅仅存在很弱的影响。

在试验温度为30、50℃时,老化时间为24h 的比老化时间为72h的试样存在更高的模量。

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