橡胶老化寿命预测方法的研究情况简介
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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 。
中图 分 类号 ：Ｑ ３ ． Ｔ ３０１ ４ 文 献标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ：０ ６ ８３ （０ １２ — ００ ０ １０— ９７ ２ １ ）４ ０３ — ２
橡胶材料及其制 品由于独特 的性能 ，已广泛应用于 老 化 试 验 方 法 （ 名 烘 箱 加 速 老 化 试 验 方法 ）这 种 方 法 又 。 军民品生产的各个领域。 橡胶材料是一种 高分子材料 ， 最 是将试验样品悬 挂在给定条件 （ 如温度 、 风速等 ） 的热 老
大缺点是易老化 ， 在使用及贮存过程中 ， 其性能会随着时 间的增加而逐渐下降 ， 甚至丧失使用性能。 橡胶制 品在使 用过程 中因老化现象而造成了巨大 的经济损失 。因此在 橡胶的使用及贮存过程中 ， 预知橡胶的寿命 ， 避免橡胶 因 老化 丧失使用性 能而造成 巨大 的经 济损失 显得尤 为重 要。 了解橡胶材料的老化性能及预测其使用和贮存寿命 ， 不仅有利 于改善性能 ， 提高质量 ， 还可 以为橡胶 材料使用 中的保险期提供依据 。 虽然与 自然老化试 验相 比， 加速老化试验可 以快速 便 捷地预测 和评估橡胶 等材料制 品 的使用 寿命 或贮存 期。 但是 ， 加速老化与真实环境下所得值相 比还是有比较 大的出人 ，其原 因在于加速老化与真实环境下的老化机 理不尽相同 ， 且在真实环境条件下 ， 影响橡胶老化的因素 是随机 的或综合影响 ，加速老化试验很难模拟真实环境 下的 自然老化。 因此 ， 通过加速老化试验建立老化模型应 结合实际使用环境， 选择合适 的加速老化试验方法和老 化模型才能提高寿命预测 的可信度 。
下 ， 贮存 期 ｔ Ｐ与 呈如 下 关 系 ：
Ｐ ｋ ＝ｔ （ １）
链转 移 Ｒ Ｏ － Ｒ ＋ Ｏ Ｏ Ｈ － Ｏ・ ・ Ｈ ￣
２ ＲＯＯＨ－￣ ・ ＲＯＯ ・ Ｈ２ － ＲＯ ＋ － ＋ Ｏ
式中， Ｋ是反应速度常数 ， 随温度 ｔ 而变 ，一对拉伸 Ｐ
性能试验为任一 时间的拉断伸长率 Ｌ与老化前拉断伸长 率 Ｉ 的比值 ； 压缩应力松驰 为松驰系数 ； 缩永久 ＿ ０ 对 对压 Ｒ Ｏ・Ｒ Ｏ ＿ 稳定产物 ＋ ２ Ｏ ＋ Ｏ ・÷ Ｏ Ｒ・ ＲＯ０・ ＲＯＯＲ ＋ — 变形为（—８） ￡为时间 ｔ １ ， 的压缩永久变形率。 在特定情况下 两者服从 阿累尼乌斯 （ ｒ ｅｎｕ ） Ａ ｒ — ｉ 公 ｈ ｓ 上述反应式 中，Ｈ表示橡胶大分子 ， ・ Ｒ Ｒ 表示 自由 式： 基。 Ｏ・ Ｒ 表示氧化 自由基 ， Ｏ 表示过氧化 自由基。 Ｒ Ｏ・
３ 橡胶寿命的预测方法
３１ Ｄ ｋｎ寿命推算法 ． ａｉ 阿伦尼乌斯公式是 一个经验公式，实践证 明如果试 验温度范围较宽或者对于较复杂的反应， 此公式并不适
１ 橡 胶老 化 的机 理
橡胶材料在贮存条件下主要是热氧老化 ，作用机制 是热的作用下加速橡胶材料 的交联 、 降解等化学变化 ， 使 得橡胶对物理机械性能改变 ， ： 断伸 长率 、 如 拉 应力松弛 系数 、 压缩永久变形率等 。 光 ） 热（ 氧老化属于 自由基链式 自催化氧化反应 ， 机理如下 ： 链引发 Ｒ —Ｒ・ ・ （ 、 光或催化剂作用 ） Ｈ ＋ Ｈ 热 氧、
链终止 Ｒ ＋ ＿ Ｒ ・Ｒ ＋ —Ｒ
２ 橡胶预测方法的简介
ｋ Ａ －Ｒ ＝ ｅＦＴ Ｊ
段 家松
（ 长江大学 ， 湖北 荆州 ４ ４ ２ ） ３ ０３
摘 要 ： 章 综 述橡 胶 原 理 ， 文 并介 绍 了用 数 学模 型预 测橡 胶 寿 命 的 一 些 方 法 ， 索 它 们 的 特 点 及 优 缺 点 ， 出 探 提
相 关 处理 方 法 。
关键词： 胶 ； 橡 密封 件 ； 速橡 胶 老 化 试 验 ； 命 预 测 加 寿
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 。
中图 分 类号 ：Ｑ ３ ． Ｔ ３０１ ４ 文 献标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ：０ ６ ８３ （０ １２ — ００ ０ １０— ９７ ２ １ ）４ ０３ — ２
橡胶材料及其制 品由于独特 的性能 ，已广泛应用于 老 化 试 验 方 法 （ 名 烘 箱 加 速 老 化 试 验 方法 ）这 种 方 法 又 。 军民品生产的各个领域。 橡胶材料是一种 高分子材料 ， 最 是将试验样品悬 挂在给定条件 （ 如温度 、 风速等 ） 的热 老
大缺点是易老化 ， 在使用及贮存过程中 ， 其性能会随着时 间的增加而逐渐下降 ， 甚至丧失使用性能。 橡胶制 品在使 用过程 中因老化现象而造成了巨大 的经济损失 。因此在 橡胶的使用及贮存过程中 ， 预知橡胶的寿命 ， 避免橡胶 因 老化 丧失使用性 能而造成 巨大 的经 济损失 显得尤 为重 要。 了解橡胶材料的老化性能及预测其使用和贮存寿命 ， 不仅有利 于改善性能 ， 提高质量 ， 还可 以为橡胶 材料使用 中的保险期提供依据 。 虽然与 自然老化试 验相 比， 加速老化试验可 以快速 便 捷地预测 和评估橡胶 等材料制 品 的使用 寿命 或贮存 期。 但是 ， 加速老化与真实环境下所得值相 比还是有比较 大的出人 ，其原 因在于加速老化与真实环境下的老化机 理不尽相同 ， 且在真实环境条件下 ， 影响橡胶老化的因素 是随机 的或综合影响 ，加速老化试验很难模拟真实环境 下的 自然老化。 因此 ， 通过加速老化试验建立老化模型应 结合实际使用环境， 选择合适 的加速老化试验方法和老 化模型才能提高寿命预测 的可信度 。
下 ， 贮存 期 ｔ Ｐ与 呈如 下 关 系 ：
Ｐ ｋ ＝ｔ （ １）
链转 移 Ｒ Ｏ － Ｒ ＋ Ｏ Ｏ Ｈ － Ｏ・ ・ Ｈ ￣
２ ＲＯＯＨ－￣ ・ ＲＯＯ ・ Ｈ２ － ＲＯ ＋ － ＋ Ｏ
式中， Ｋ是反应速度常数 ， 随温度 ｔ 而变 ，一对拉伸 Ｐ
性能试验为任一 时间的拉断伸长率 Ｌ与老化前拉断伸长 率 Ｉ 的比值 ； 压缩应力松驰 为松驰系数 ； 缩永久 ＿ ０ 对 对压 Ｒ Ｏ・Ｒ Ｏ ＿ 稳定产物 ＋ ２ Ｏ ＋ Ｏ ・÷ Ｏ Ｒ・ ＲＯ０・ ＲＯＯＲ ＋ — 变形为（—８） ￡为时间 ｔ １ ， 的压缩永久变形率。 在特定情况下 两者服从 阿累尼乌斯 （ ｒ ｅｎｕ ） Ａ ｒ — ｉ 公 ｈ ｓ 上述反应式 中，Ｈ表示橡胶大分子 ， ・ Ｒ Ｒ 表示 自由 式： 基。 Ｏ・ Ｒ 表示氧化 自由基 ， Ｏ 表示过氧化 自由基。 Ｒ Ｏ・
３ 橡胶寿命的预测方法
３１ Ｄ ｋｎ寿命推算法 ． ａｉ 阿伦尼乌斯公式是 一个经验公式，实践证 明如果试 验温度范围较宽或者对于较复杂的反应， 此公式并不适
１ 橡 胶老 化 的机 理
橡胶材料在贮存条件下主要是热氧老化 ，作用机制 是热的作用下加速橡胶材料 的交联 、 降解等化学变化 ， 使 得橡胶对物理机械性能改变 ， ： 断伸 长率 、 如 拉 应力松弛 系数 、 压缩永久变形率等 。 光 ） 热（ 氧老化属于 自由基链式 自催化氧化反应 ， 机理如下 ： 链引发 Ｒ —Ｒ・ ・ （ 、 光或催化剂作用 ） Ｈ ＋ Ｈ 热 氧、
链终止 Ｒ ＋ ＿ Ｒ ・Ｒ ＋ —Ｒ
２ 橡胶预测方法的简介
ｋ Ａ －Ｒ ＝ ｅＦＴ Ｊ
段 家松
（ 长江大学 ， 湖北 荆州 ４ ４ ２ ） ３ ０３
摘 要 ： 章 综 述橡 胶 原 理 ， 文 并介 绍 了用 数 学模 型预 测橡 胶 寿 命 的 一 些 方 法 ， 索 它 们 的 特 点 及 优 缺 点 ， 出 探 提
相 关 处理 方 法 。
关键词： 胶 ； 橡 密封 件 ； 速橡 胶 老 化 试 验 ； 命 预 测 加 寿