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淺談橡膠材料加速老化試驗(yàn)方法-熱空氣加速老化試驗(yàn)
在加速老化試驗(yàn)方法研究方面,先后出現(xiàn)了烘箱加速老化試驗(yàn)、氧彈加速老化試驗(yàn)、空氣彈加速老化試驗(yàn)、人工氣候加速老化試驗(yàn)、濕熱老化試驗(yàn)、臭氧加速老化試驗(yàn)、鹽霧腐蝕試驗(yàn)、人工抗霉試驗(yàn)等。烘箱加速老化試驗(yàn)和濕熱老化試驗(yàn)是人們zui為常見(jiàn)的2種加速老化試驗(yàn)方法。國(guó)外曾有人設(shè)想利用反應(yīng)機(jī)理和分子結(jié)構(gòu)參數(shù)模擬橡膠的貯存老化試驗(yàn)。從理論上講,這是一個(gè)很有希望的發(fā)展方向,目前這種方法還存在較多困難。下面我們分析一下熱空氣加速老化試驗(yàn)
熱空氣加速老化試驗(yàn)
橡膠材料在貯存條件下主要是熱氧老化,其作用機(jī)制是熱的作用講加速橡膠材料交聯(lián)、降解等化學(xué)變化,宏觀表現(xiàn)為物理機(jī)械性能改變,某些性能與老化時(shí)間呈單一變化關(guān)系,如扯斷延長(zhǎng)率,應(yīng)力松弛系數(shù),壓縮*變形率。按照性能與老化時(shí)間關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)式,可求得性能變化速率常數(shù)(K)。在一定溫度范圍內(nèi),速率常數(shù)與熱力學(xué)溫度(溫度)的關(guān)系符合Arrhenius方程。對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算,可預(yù)算實(shí)際條件下的橡膠材料貯存性能和使用性能,20世紀(jì)20年代,烘箱問(wèn)世,產(chǎn)生了熱空氣加速老化試驗(yàn)方法(又名烘箱加速老化試驗(yàn)方法)。這種方法是將試驗(yàn)樣品懸掛在給定條件(如溫度、風(fēng)速等)的熱老化試驗(yàn)箱內(nèi),并周期性地檢查和測(cè)定試樣的外觀及性能變化,從而評(píng)定其耐熱性的一定方法。利用這種方法還可對(duì)比各種防老劑效能及估算某高分子材料的貯存期和使用壽命。該方法遵循下列原則:當(dāng)加速老化的外部因素為zui大值時(shí),老化的物理化學(xué)過(guò)程應(yīng)與在真是的貯存和使用條件下所進(jìn)行的過(guò)程相同。它規(guī)定將材料暴露于不少于3個(gè)比實(shí)際使用或貯存溫度更高的溫度下,測(cè)量某一選定性能。當(dāng)材料性能下降到某以給定指標(biāo)時(shí),作為材料的老化終點(diǎn),從而得出的每個(gè)溫度下的熱壽命,達(dá)到對(duì)材料的熱老化性能進(jìn)行評(píng)估的目的,也可由此外推計(jì)算實(shí)際使用或貯存溫度條件下的性能變化和材料壽命。這種試樣方法主要用于鑒定天然橡膠及硫化氫橡膠的貯存性能。
烘箱加速老化試驗(yàn)直觀簡(jiǎn)便,且與實(shí)際過(guò)程較為接近,在某些情況下結(jié)果的準(zhǔn)確度是可以接受的。我國(guó)與20世紀(jì)80年代將橡膠的烘箱加速老化試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)化,了GB/T17782-1999(硫化橡膠壓力空氣熱老化試驗(yàn)方法)、GB/T3512-2001(硫化橡膠與熱塑性橡膠-熱空氣加速老化和耐熱試驗(yàn))等。