發布時間：2024-03-22 
瀏覽次數：4067在橡膠工業中，老化性能是評估橡膠材料質量和使用壽命的關鍵指標。了解橡膠老化的檢測原理及其相關標準，對于確保產品質量、預防早期失效以及推動行業技術進步具有重要意義。
本文將深入探討橡膠老化的檢測原理，并介紹一些國際上公認的橡膠老化性能檢測標準，幫助讀者更好地理解和應用這些知識。
一、熱老化
評估橡膠在高溫環境下的老化性能
通常將橡膠樣品置于恒溫箱或熱老化試驗機中，在一定溫度下保持一定時間，然后觀察其性能變化，這一過程主要包括兩個方面：j氧化反應：橡膠分子鏈中的雙鍵容易與氧氣發生自由基鏈式反應，即氧化反應。隨著溫度的升高，氧氣的擴散速度和活化氧化反應的速度都會增加，從而加速橡膠的氧化過程。氧化反應會導致橡膠分子鏈的斷裂和交聯，使橡膠的彈性、強度、耐磨性等性能降低。k熱裂解：高溫環境下，橡膠分子鏈的熱運動加劇，分子間的相互作用力減弱，容易發生斷裂。熱裂解會導致橡膠分子鏈的變短，進而引起橡膠的物理性能變化，如硬度增加、伸長率降低等。
檢測標準
GB/T 3512-2014 硫化橡膠或熱塑性橡膠 熱空氣加速老化和耐熱試驗
二、臭氧老化
評估橡膠制品在臭氧環境中的抵抗能力和耐老化性能
由于臭氧分子與橡膠分子中的雙鍵反應能力很強，即使在臭氧濃度很低的情況下，反映也能迅速發生，因此臭氧老化是僅次于熱氧老化的一種常見的老化方式。
檢測標準
GB/T 7762-2014 硫化橡膠或熱塑性橡膠 耐臭氧龜裂 靜態拉伸試驗GB/T 13642-2015 硫化橡膠或熱塑性橡膠 耐臭氧龜裂 動態拉伸試驗ISO 1431-1-2022 Rubber, vulcanized or thermoplastic — Resistance to ozone cracking — Part 1: Static and dynamic strain testingASTM D1149-2018 Standard Test Methods for Rubber Deterioration—Cracking in an Ozone Controlled Environment
三、紫外光老化
模擬橡膠在陽光照射下的老化過程
橡膠在紫外線照射下，引起光活化作用，使大分子發生光引發的氧化鏈反應。紫外線波段易被橡膠吸收，其光子的能量與橡膠的碳碳共價鍵接近，這會導致橡膠的碳碳鍵加速老化斷裂。此外，橡膠吸收光能后會產生自由基，進而引發和加速氧化鏈式反應進程。這些反應會導致橡膠表面龜裂、產品強度降低、硬度增強等老化現象。
檢測標準
GB/T 16585-1996 硫化橡膠人工氣候老化(熒光紫外燈)試驗方法GB/T 14522-2008 機械工業產品用塑料、涂料、橡膠材料人工氣候老化試驗方法 熒光紫外燈
四、鹽霧老化
模擬橡膠在海洋環境中的老化過程
橡膠在鹽霧環境下，受到鹽霧中的鹽分、濕度和溫度等多種因素的共同作用，導致橡膠材料發生老化和腐蝕。鹽霧中的鹽分主要來源于海洋或海邊大氣環境中的鹽類物質，如氯化鈉、氯化鎂和氯化鈣等。這些鹽分在鹽霧環境中會吸附在橡膠表面，并在濕度和溫度的共同作用下，形成電解質溶液，從而引發電化學腐蝕過程。在電化學腐蝕過程中，橡膠表面的微小缺陷或損傷處會成為陽極，而橡膠內部則成為陰極。陽極處會發生氧化反應，導致橡膠分子鏈的斷裂和交聯，進而引發橡膠的老化。同時，陰極處會發生還原反應，產生氫氣和氫氧根離子，這些氫氣和氫氧根離子會進一步與橡膠中的化學成分發生反應，加速橡膠的老化過程。此外，鹽霧中的濕度和溫度也會對橡膠的老化產生影響。高濕度環境會促進鹽分在橡膠表面的吸附和滲透，從而加速電化學腐蝕過程。而高溫環境則會提高橡膠的分子運動速度，加速橡膠的老化反應。
檢測標準
GB/T 10125-2012 人造氣氛腐蝕試驗 鹽霧試驗
五、動態熱機械分析（DMA）
測量材料在不同溫度和頻率下的力學性能
在程序控溫條件下，對材料施加一定頻率和振幅的正弦波形式的動態振蕩力，同時測量材料的動態響應，如動態模量和力學損耗等。當橡膠等粘彈性材料受到周期性變化的應力作用時，它們會同時表現出彈性和粘性行為。彈性部分使材料在應力作用下發生形變，并在應力消失后恢復原狀；而粘性部分則使材料在應力作用下發生形變，并在應力消失后保持部分形變。DMA通過測量材料的動態模量和力學損耗，可以揭示材料在不同溫度和頻率下的粘彈性行為。它可以提供關于橡膠分子鏈運動、交聯密度和玻璃化轉變溫度等信息。
檢測標準
ASTM E1640-2023 Standard Test Method for Assignment of the Glass TransitionTemperature by Dynamic Mechanical Analysis
六、熱重分析（TGA）
測量材料熱穩定性、熱分解溫度、熱分解速率等
在進行橡膠熱重分析老化檢測時，通常將橡膠樣品暴露在模擬老化的條件下（如高溫、氧氣氛圍等），然后測量樣品在加熱過程中的質量變化。
檢測標準
ASTM E1131-2020 Standard Test Method for Compositional Analysis by ThermogravimetryGB/T 14837.1-2014 橡膠和橡膠制品 熱重分析法測定硫化膠和未硫化膠的成分 第1部分:丁二烯橡膠、乙烯-丙烯二元和三元共聚物、異丁烯-異戊二烯橡膠、異戊二烯橡膠、苯乙烯-丁二烯橡膠
七、傅里葉變換紅外光譜（FTIR）
檢測橡膠老化過程中產生的官能團變化
FTIR是一種通過分析材料紅外光譜中吸收峰的變化來評估材料化學結構變化的方法。
檢測標準
ISO 4650-2012 Rubber. Identification. Infrared spectrometric methodsISO 12965-2000 Butadiene rubber. Determination of microstructure by infra-red spectrometryISO 14558-2016 Rubber. Determination of residual unsaturation of hydrogenated nitrile butadiene rubber (HNBR) by infrared spectroscopyGB/T 7764-2017 橡膠鑒定 紅外光譜法
這些測試項目可以根據具體需求和橡膠類型選擇適當的組合進行。通過對這些測試結果的綜合分析，可以全面評估橡膠的老化性能，為橡膠制品的設計、生產和使用提供重要依據。
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橡膠硬度測試新標準GB/T 39693.4-2025與舊標GB/T 531.1-2008差異解析
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