氯丁橡胶的老化和寿命预测研究
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１ ． ２ 老化环境
是 １ ， ４键合 形式 ， 其 大分 子 链 上 大部 分 氯 原 子 直 接连 接在 双键 的主链 上 。 由于氯 丁橡 胶分 子链 中 含有 极性 基 团 ， 一方 面保 护双键 使其 活性 降低 ； 另
一
老化 环境 为热 空 气 老化 ， 老化 温 度 为 ５ ５℃ 、
关键 词 ： 氯丁橡胶 ； 热空气老化 ； 寿命
中图分类号 ： ＴＱ ３ ３ ３ ． ５ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ５ — ３ １ ７ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ — ０ ０ ２ ２ — ０ ４
橡 胶 的老化 是 生胶 或 橡 胶 制 品 在 加工 、 储 存
氯丁橡 胶是 自补 强较 好 的橡 胶 ， 主 链 上 主要
老化箱 ： ＤＨＧ一 ９ ０ ３ ５ Ａ， 上海 一恒 科学 仪器 厂 ； 拉伸 机 ： ＷＤＴ Ｉ １ — ２ ０ ， 深圳 市凯 强利试 验 仪器 有 限 公司； 冲片机 ： Ｃ Ｐ 一 ２ ５ ， 江都 市道 纯试验 机械 厂 。
研 究 ・Ｉ Ｎ １ ３ Ａ — ０ ２ — Ｅ ２ Ｉ ５ Ａ ， ２ Ｓ ３ Ｔ （ １ （ ） Ｍ ： ２ Ｅ ２ Ｒ ￣ Ｉ Ｃ ２ Ｓ ５
氯 丁橡 胶 的老 化 和 寿命 预 测 研 究 ＊
王
北京 １ ０ ０ ０ ９ ４ ）
锋 ， 董 玉华 一 ， 郭文 娟 ， 丁晓 东 ， 周 琼
将硫 化好 的橡胶 裁成 哑铃 型 ， 厚 度为 （ ２ ． （ ） （ ） ± ０ ． １ ０ ） ｍｍ， 其它尺寸应符合 Ｇ Ｂ ／ Ｔ５ ２ ８ ８ ２ 《 硫 化 橡胶 拉伸 性能 测定 》 的要 求 。
１ ． ４ 热 空气 老化 实验
少 ｆ ｛］ 。余超 等人 以氯 丁 橡胶 的强 韧 度 为 指 标 计 算 了使用 寿命 ， 考 察 了氯 丁橡 胶 老 化后 硬 度 与 断 裂伸 长率 、 拉伸 强度 、 １ ０ ０ 定 伸应力 的关 系 ， 但 是
老化机理并进 行 了寿命预 测 。红外分析 结果说 明氯丁橡胶 的老化机 理为 ： 热氧老化 在 Ｃ： ＝ ＝ Ｃ上 进行 ； ８ ５℃ 、 ］ Ｏ Ｏ℃侧基 Ｃ １ 脱 离主链 。以扯 断伸 长率为指标进 行寿命 预测 ， 可知 氯丁橡胶在 本 实验 条件 下的
贮 存 寿命 约 内 ２ ０ ａ ，
１ ． ５ 性能 测试
拉 伸性能 按 Ｇ Ｂ ６ ３ ４ ４ －８ ６ 标 准 测定 。测试 条 件： 试样 老化后 ， 将 其在 室温 下放 置 ２ ４ ｈ ， 在２ ５℃
第 １ 期
王
锋， 等． 氯丁橡胶 的老化 干 丌 寿命 预测研究
・ ２ ３ ・
下进 行 测量 ， 测试 速率 为 ８ ． ３ ３ ｍｍ／ ｓ ， 每 次测 试 ５ 个试 样 ， 并求 其平 均值 。
１ ． ６ 红 外 光谱分 析
止 实验 。为 了考察 不 同温 度 下 的 老 化 机理 ， 对各
根 据 热 空 气 老 化 实 验 标 准 ＧＢ ／ Ｔ ３ ５ １ ２ ２ ０ ０ １ ， 将 老化箱 的温度调 至实 验温 度 ， 使 其温 度变 化 在 ±１℃ ， 在试 样 的一端 用 打孔 器 打 一个 小 孔 ， 并 编上 号 ， 将其 按 序 号 用 聚 四氟 带 悬 挂 在 实验 箱 内， 每两 个样 间距不 少 于 ６ ｍｍ， 从 放入 开始计 时 ， 到 规定 的时 间将试 样取 出 ， 测定 机 械性 能 。
７ ０℃ 、 ８ ５℃ 、 １ ０ ０℃ 。
方 面 又使 聚 合 物 对 非 极 性 物 质 有 很 大 的稳 定
１ ． ３ 试 样 的制备
性。 所 以氯 丁橡 胶 的耐光 、 耐热 、 耐老 化 、 耐 油 以及 耐化 学 品腐 蚀性 和耐燃 性更 为 突 出 。氯 丁橡胶 有 多种 优异 的性 能 ， 对其 共 混 改 性 和 配方 的研 究有 不少报 道 ， 但 对 其 寿 命 和 老 化 机 理 的 研 究 较
没有 对老 化机 理 进 行 研 究［ ６ 。本 文 通 过 热 空 气 加速 老化 实验 ， 运 用 红外 光 谱 分 析 了氯 丁橡 胶 在
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ２ — １ ０ － ２ ３ 作者简介 ： 王 锋（ １ ９ ８ ６ 一 ） ， 男， 陕西宝鸡人 ， 中 国 石 油 大 学 （ 北京 ） 在读硕士研究生 ， 研究方 向为高分子材料 。 ＊基金项 目： 海军装备部重点科研项 目。 ＊ ＊通 讯 联 系 人
不 同温度下 的老 化 机 理 ， 并 以氯 丁橡 胶 老 化 前后 的扯 断伸长 率 的 比为 指标 预测 了其 寿命 ， 为 以后 该 种 材料 的运用 提供理 论依 据 。
或使 用 过程 中 ， 受 到热 、 光、 氧等外 界 因素 的影响 ，
引起材 料表 面或 材料物 理化 学性 质和机 械性 能 的 改变， 最 终丧 失 工 作 的 能力 。 由于材 料 是 逐 渐失
去 原有 的优 良使 用 性 能 ， 会 导致 相 应 设 备 或部 件
１ 实 验 部 分
１ ． １ 实验设 备
失效 ， 甚至带 来 安全 隐患 ］ 。老化 问题 限制 了橡 胶 密 封材料 的进 一 步 应 用 ， 因此 有很 多 专 家 对橡 胶 材 料 的老化 问题 和使 用 寿命进 行 了研究 。
（ １ Ｊ 中国石油大学 （ 北京 ） 理学 院 材料科 学与工程系 ， 北京 １ ０ ２ ２ ４ ９ ； ２ ． 中国船 舶工业集 团公 司 船舶 系统工程部 ，
摘
要： 通过对氯丁橡胶在 ５ ５℃ 、 ７ Ｏ℃ 、 ８ ５℃ 、 】 ０ Ｏ ℃ 下热 空气 加 速 老 化 的 实验 ， 研 究 了氯 丁橡 胶 的
是 １ ， ４键合 形式 ， 其 大分 子 链 上 大部 分 氯 原 子 直 接连 接在 双键 的主链 上 。 由于氯 丁橡 胶分 子链 中 含有 极性 基 团 ， 一方 面保 护双键 使其 活性 降低 ； 另
一
老化 环境 为热 空 气 老化 ， 老化 温 度 为 ５ ５℃ 、
关键 词 ： 氯丁橡胶 ； 热空气老化 ； 寿命
中图分类号 ： ＴＱ ３ ３ ３ ． ５ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ５ — ３ １ ７ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ — ０ ０ ２ ２ — ０ ４
橡 胶 的老化 是 生胶 或 橡 胶 制 品 在 加工 、 储 存
氯丁橡 胶是 自补 强较 好 的橡 胶 ， 主 链 上 主要
老化箱 ： ＤＨＧ一 ９ ０ ３ ５ Ａ， 上海 一恒 科学 仪器 厂 ； 拉伸 机 ： ＷＤＴ Ｉ １ — ２ ０ ， 深圳 市凯 强利试 验 仪器 有 限 公司； 冲片机 ： Ｃ Ｐ 一 ２ ５ ， 江都 市道 纯试验 机械 厂 。
研 究 ・Ｉ Ｎ １ ３ Ａ — ０ ２ — Ｅ ２ Ｉ ５ Ａ ， ２ Ｓ ３ Ｔ （ １ （ ） Ｍ ： ２ Ｅ ２ Ｒ ￣ Ｉ Ｃ ２ Ｓ ５
氯 丁橡 胶 的老 化 和 寿命 预 测 研 究 ＊
王
北京 １ ０ ０ ０ ９ ４ ）
锋 ， 董 玉华 一 ， 郭文 娟 ， 丁晓 东 ， 周 琼
将硫 化好 的橡胶 裁成 哑铃 型 ， 厚 度为 （ ２ ． （ ） （ ） ± ０ ． １ ０ ） ｍｍ， 其它尺寸应符合 Ｇ Ｂ ／ Ｔ５ ２ ８ ８ ２ 《 硫 化 橡胶 拉伸 性能 测定 》 的要 求 。
１ ． ４ 热 空气 老化 实验
少 ｆ ｛］ 。余超 等人 以氯 丁 橡胶 的强 韧 度 为 指 标 计 算 了使用 寿命 ， 考 察 了氯 丁橡 胶 老 化后 硬 度 与 断 裂伸 长率 、 拉伸 强度 、 １ ０ ０ 定 伸应力 的关 系 ， 但 是
老化机理并进 行 了寿命预 测 。红外分析 结果说 明氯丁橡胶 的老化机 理为 ： 热氧老化 在 Ｃ： ＝ ＝ Ｃ上 进行 ； ８ ５℃ 、 ］ Ｏ Ｏ℃侧基 Ｃ １ 脱 离主链 。以扯 断伸 长率为指标进 行寿命 预测 ， 可知 氯丁橡胶在 本 实验 条件 下的
贮 存 寿命 约 内 ２ ０ ａ ，
１ ． ５ 性能 测试
拉 伸性能 按 Ｇ Ｂ ６ ３ ４ ４ －８ ６ 标 准 测定 。测试 条 件： 试样 老化后 ， 将 其在 室温 下放 置 ２ ４ ｈ ， 在２ ５℃
第 １ 期
王
锋， 等． 氯丁橡胶 的老化 干 丌 寿命 预测研究
・ ２ ３ ・
下进 行 测量 ， 测试 速率 为 ８ ． ３ ３ ｍｍ／ ｓ ， 每 次测 试 ５ 个试 样 ， 并求 其平 均值 。
１ ． ６ 红 外 光谱分 析
止 实验 。为 了考察 不 同温 度 下 的 老 化 机理 ， 对各
根 据 热 空 气 老 化 实 验 标 准 ＧＢ ／ Ｔ ３ ５ １ ２ ２ ０ ０ １ ， 将 老化箱 的温度调 至实 验温 度 ， 使 其温 度变 化 在 ±１℃ ， 在试 样 的一端 用 打孔 器 打 一个 小 孔 ， 并 编上 号 ， 将其 按 序 号 用 聚 四氟 带 悬 挂 在 实验 箱 内， 每两 个样 间距不 少 于 ６ ｍｍ， 从 放入 开始计 时 ， 到 规定 的时 间将试 样取 出 ， 测定 机 械性 能 。
７ ０℃ 、 ８ ５℃ 、 １ ０ ０℃ 。
方 面 又使 聚 合 物 对 非 极 性 物 质 有 很 大 的稳 定
１ ． ３ 试 样 的制备
性。 所 以氯 丁橡 胶 的耐光 、 耐热 、 耐老 化 、 耐 油 以及 耐化 学 品腐 蚀性 和耐燃 性更 为 突 出 。氯 丁橡胶 有 多种 优异 的性 能 ， 对其 共 混 改 性 和 配方 的研 究有 不少报 道 ， 但 对 其 寿 命 和 老 化 机 理 的 研 究 较
没有 对老 化机 理 进 行 研 究［ ６ 。本 文 通 过 热 空 气 加速 老化 实验 ， 运 用 红外 光 谱 分 析 了氯 丁橡 胶 在
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ２ — １ ０ － ２ ３ 作者简介 ： 王 锋（ １ ９ ８ ６ 一 ） ， 男， 陕西宝鸡人 ， 中 国 石 油 大 学 （ 北京 ） 在读硕士研究生 ， 研究方 向为高分子材料 。 ＊基金项 目： 海军装备部重点科研项 目。 ＊ ＊通 讯 联 系 人
不 同温度下 的老 化 机 理 ， 并 以氯 丁橡 胶 老 化 前后 的扯 断伸长 率 的 比为 指标 预测 了其 寿命 ， 为 以后 该 种 材料 的运用 提供理 论依 据 。
或使 用 过程 中 ， 受 到热 、 光、 氧等外 界 因素 的影响 ，
引起材 料表 面或 材料物 理化 学性 质和机 械性 能 的 改变， 最 终丧 失 工 作 的 能力 。 由于材 料 是 逐 渐失
去 原有 的优 良使 用 性 能 ， 会 导致 相 应 设 备 或部 件
１ 实 验 部 分
１ ． １ 实验设 备
失效 ， 甚至带 来 安全 隐患 ］ 。老化 问题 限制 了橡 胶 密 封材料 的进 一 步 应 用 ， 因此 有很 多 专 家 对橡 胶 材 料 的老化 问题 和使 用 寿命进 行 了研究 。
（ １ Ｊ 中国石油大学 （ 北京 ） 理学 院 材料科 学与工程系 ， 北京 １ ０ ２ ２ ４ ９ ； ２ ． 中国船 舶工业集 团公 司 船舶 系统工程部 ，
摘
要： 通过对氯丁橡胶在 ５ ５℃ 、 ７ Ｏ℃ 、 ８ ５℃ 、 】 ０ Ｏ ℃ 下热 空气 加 速 老 化 的 实验 ， 研 究 了氯 丁橡 胶 的