橡胶自然老化和人工加速老化的特点分析

橡胶自然老化和人工加速老化的特点分析

橡胶自然老化和人工加速老化是指在橡胶在不同的条件下的老化分析，本文将先重点介绍关于老化的特点，这些特点包含人工加速老化和自然老化的不同的点，在着重分析橡胶自然老化和人工加速老化的特点。

老化是橡胶等高分子材料中存在的一种较为普遍的现象，它会使橡胶的性能劣化，影响橡胶制品的使用价值及使用寿命，橡胶防护体系是延缓橡胶的老化，延长制品的使用寿命。橡胶防护体系主要是防老剂，防老剂型按作用原理可分为化学防老剂和物理防老剂;按防护的目标分为抗氧剂、护臭氧剂、光屏蔽剂、金属钝化剂等，也可按化学结构进行分类。

一、人工加速老化实验

人工加速老化实验是用人工的方法,在室内或设备内模拟近似于大气环境条件或某种特定的环境条件,并强化某些因素,以期在短期内获得实验结果。可以相对比较不同材料的抗老化性能,并对材料的使用寿命提出指导性意见。因此,各国标准大都采用这种方法来评价材料的抗老化性能。人工加速老化实验方法主要包括:人工气候实验、热老化实验(绝氧、热空气、热氧化吸氧等实验)、臭氧老化实验、气体腐蚀实验等，其中热老化是较为普通方便的实验方法。

热老化实验通过加速材料在氧、热作用下的老化进程,反映材料耐热氧老化性能。根据材料的使用要求和实验目的确定实验温度。温度上限可根据有关技术规范确定,一般对于热塑性材料应低于其维卡软化点,对于热固性材料应低于其热变形温度,或者通过探索实验,选取不致造成试样分解或明显变形的温度。主要通行的实验方法硫化橡胶或热塑性橡胶热空气加速老化和耐热实验。

二、自然环境老化实验

自然环境老化实验是利用自然环境条件或自然介质进行的实验,主要包括:大气老化实验、埋地实验、仓库贮存实验、海水浸渍实验等等。自然环境老化实验结果更符合实际、所需费用较低而且操作简单方便,

是国内外广泛采用的方法。其中对高分子材料而言,应用最多的是自然气候曝露实验(又称户外气候实验)。自然气候曝露实验就是将试样置于自然气候环境下曝露,使其经受日光、温度、氧等气候因素的综合作用,通过测定其性能的变化来评价塑料的耐候性。

目前我国关于直接自然气候曝露的实验方法主要有光解性塑料户外曝露实验方法、涂层自然气候曝露实验方法和塑料自然气候曝露实验方法。另外,将材料置于玻璃板后的自然气候曝露的实验方法有硫化橡胶在玻璃下耐阳光曝露实验方法和塑料在玻璃板过滤后的日光下间接曝露实验方法。它们分别规定了各种材料自然气候曝露实验方法的要求及步骤,用于评价高分子材料在室外自然条件以及经玻璃过滤后的日光曝

露下的耐候性。由于大气曝露与贮存实验周期长,为了获得自然条件的老化数据,同时相对加快自然老化的进程,人们又研制了户外自然加速曝露实验方法。

户外自然加速曝露实验方法是在大气曝露实验方法的基础上,人为强化并控制某些环境因素,来加速材料或构件的腐蚀和老化。近20年来,国内外研制了在自然条件下加速曝露实验方法和设备,以提高实验和评价的效率和水平。目前常见的方法有7种,分别是橡胶动态曝露验、追光式跟踪太阳曝露实验、聚光式跟踪太阳曝露验、加速凝露曝露实验、喷淋加速曝露实验、黑框曝实验、玻璃框下曝露实验。自然气候曝露实验是评价高分子材料老化特性真实的方法,但材料在大气中受日照、雨淋、冻融等境条件变化引起的外观、物理与化学性能的变化十分缓慢,因此,进行自然老化,不但旷日持久,而且因为境条件变化与影响因素复杂,对实验结果很难准确价。

(1)橡胶老化的现象：生胶或橡胶制品在加工、贮存或使用过程中，会受到热、氧、光等一干二净因素的影响而逐渐发生物理及化学变化，使其性能下降，并丧失用途，这种现象称为橡胶的老化。橡胶老化过程中常常会伴随一些显著的现象，如在外观上可以发现长期贮存的天然橡胶变软、发黏、出现斑点;橡胶制品有变形、变脆、变硬、龟裂、发霉、失光及颜色改变等。在物理性能上橡胶有溶胀、流变性能等的改变。在力学性能上会发生拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度、弯曲强度、压缩率、弹性等指标下降。

(2)橡胶老化的原因：橡胶发生老化现象源于其长期受热、氧、光、机械力、辐射、化学介质、空气中的臭氧等外部因素的作用，使其大分子链发生化学变化，破坏了橡胶原有化学结构，从而导致橡胶性能变坏。导致橡胶发生老化现象的外部因素主要有物理因素、化学因素及生物因素。物理因素包括热、光、电、应力等;化学因素包括氧、臭氧、酸、碱、盐及金属离子等;生物因素包括微生物(霉菌、细菌)、昆虫(白蚁等)。这些外界因素在橡胶老化过程中，往往不是单独起作用，而是相互影响，加速橡胶老化进程。如轮胎胎侧在使用过程中就会受到热、光、交变应力和应变、氧、臭氧等多种形式因素的影响。