橡膠如何通過老化分析來評估壽命?

橡膠壽命評估其實也就是對橡膠材料老化性能的分析。耐老化性能測試常有自然老化,人工加速老化等測試。自然老化測試是評估材料環境壽命的最佳方法。

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橡膠如何通過老化分析來評估壽命?綜述

  橡膠壽命評估其實也就是對橡膠材料老化性能的分析。耐老化性能測試常有自然老化,人工加速老化等測試。自然老化測試是評估材料環境壽命的最佳方法。但是,測試周期長,環境條件不可控,不同地區的環境條件不同,各種影響因素無法分離。人工加速老化測試在早期主要使用氧氣吸收來表征橡膠的老化速率和程度。后來人們開始關注橡膠物理性能變化的研究,并產生了烤箱加速老化試驗方法。同時,出現了氧彈加速老化,空氣加速老化和人工氣候加速老化的測試方法,但其中大多數的耐老化性能測試仍基于烤箱加速老化測試。拜恩檢測工程師認為烤箱的加速老化最接近實際的自然老化,用烘箱加速老化的方法,首先可以縮短測試周期,其次可以控制研究的環境條件,并可以獲得可比的結果。

 

橡膠壽命評估

 

  一、橡膠壽命評估原理

 

  橡膠壽命評估是利用橡膠老化的實質,即橡膠分子鏈的主鏈、側鏈、交聯鍵斷裂反應占優勢,老化表現為橡膠變軟、表面發粘, 因為分子鏈斷成小分子和鏈段了, 如 NR、IR、IIR、PU 、CHR 等。橡膠分子鏈,先是斷裂反應,同時以新的交聯反應占優勢,老化呈現出表面變硬、發脆產生裂紋等,因為分子鏈產生很多新的交聯,如 BR、SBR、NBR、EPDM 等。一般橡膠分子鏈在老化過程中,按照 3 種基本機理(異裂、均裂、環化反應)完成所有的化學反應。

 

  二、橡膠壽命評估模型

 

  常規的加速熱氧老化方法是在將硫化橡膠制成樣品后,在幾個老化溫度下進行數百小時至幾千小時的熱空氣氧化老化測試,直到樣品的物理性能降至規定的水平。臨界值。到目前為止,已經建立了數學模型來計算物料的存儲期限。使用加速老化測試預測橡膠壽命的理論模型是時間-溫度等效原理和擴散受限氧化模型。

 

  1、時間溫度疊加壽命預測模型

 

  加速橡膠的氧化老化的方法是通過提高老化溫度來提高氧化反應的速度。橡膠的氧化降解反應非常復雜,通常無法預測特定的結果,但是橡膠的氧化老化過程遵循熱氧化老化機理。時間溫度疊加壽命預測模型利用了這一理論。

 

  2、擴散限制氧化模型

 

  擴散限制氧化模型是一系列測試,以確定橡膠中的氧氣濃度與橡膠的模量之間的關系,然后通過測量橡膠中的氧氣濃度來預測橡膠的壽命。當聚合物材料在空氣環境中達到穩態時,可以從生產該材料時周圍環境的實際壓力和該材料中氧氣的溶解參數來獲得溶解在該聚合物材料中的氧濃度。這些氧將在氧化老化過程中參與反應。如果通過氧化反應消耗的氧氣的速率大于通過環境擴散效應向材料補充氧氣的速率,則材料內部的氧氣濃度將降低。

 

 

 

 

 

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