橡膠是怎樣通過(guò)老化分析檢測(cè)來(lái)評(píng)估壽命？

橡膠壽命評(píng)估其實(shí)也就是對(duì)橡膠材料老化性能的分析。耐老化性能測(cè)試常有自然老化，人工加速老化等測(cè)試。自然老化測(cè)試是評(píng)估材料環(huán)境壽命的最佳方法。但是，測(cè)試周期長(zhǎng)，環(huán)境條件不可控，不同地區(qū)的環(huán)境條件不同，各種影響因素?zé)o法分離。人工加速老化測(cè)試在早期主要使用氧氣吸收來(lái)表征橡膠的老化速率和程度。后來(lái)人們開(kāi)始關(guān)注橡膠物理性能變化的研究，并產(chǎn)生了烤箱加速老化試驗(yàn)方法。同時(shí)，出現(xiàn)了氧彈加速老化，空氣加速老化和人工氣候加速老化的測(cè)試方法，但其中大多數(shù)的耐老化性能測(cè)試仍基于烤箱加速老化測(cè)試。檢測(cè)工程師認(rèn)為烤箱的加速老化最接近實(shí)際的自然老化，用烘箱加速老化的方法，首先可以縮短測(cè)試周期，其次可以控制研究的環(huán)境條件，并可以獲得可比的結(jié)果。

         一、橡膠壽命評(píng)估原理

         橡膠壽命評(píng)估是利用橡膠老化的實(shí)質(zhì)，即橡膠分子鏈的主鏈、側(cè)鏈、交聯(lián)鍵斷裂反應(yīng)占優(yōu)勢(shì)，老化表現(xiàn)為橡膠變軟、表面發(fā)粘， 因?yàn)榉肿渔湐喑尚》肿雍玩湺瘟耍?如 NR、IR、IIR、PU 、CHR 等。橡膠分子鏈，先是斷裂反應(yīng)，同時(shí)以新的交聯(lián)反應(yīng)占優(yōu)勢(shì)，老化呈現(xiàn)出表面變硬、發(fā)脆產(chǎn)生裂紋等，因?yàn)榉肿渔湲a(chǎn)生很多新的交聯(lián)，如 BR、SBR、NBR、EPDM 等。一般橡膠分子鏈在老化過(guò)程中，按照 3 種基本機(jī)理（異裂、均裂、環(huán)化反應(yīng)）完成所有的化學(xué)反應(yīng)。

         二、橡膠壽命評(píng)估模型

         常規(guī)的加速熱氧老化方法是在將硫化橡膠制成樣品后，在幾個(gè)老化溫度下進(jìn)行數(shù)百小時(shí)至幾千小時(shí)的熱空氣氧化老化測(cè)試，直到樣品的物理性能降至規(guī)定的水平。臨界值。到目前為止，已經(jīng)建立了數(shù)學(xué)模型來(lái)計(jì)算物料的存儲(chǔ)期限。使用加速老化測(cè)試預(yù)測(cè)橡膠壽命的理論模型是時(shí)間-溫度等效原理和擴(kuò)散受限氧化模型。

         1、時(shí)間溫度疊加壽命預(yù)測(cè)模型

         加速橡膠的氧化老化的方法是通過(guò)提高老化溫度來(lái)提高氧化反應(yīng)的速度。橡膠的氧化降解反應(yīng)非常復(fù)雜，通常無(wú)法預(yù)測(cè)特定的結(jié)果，但是橡膠的氧化老化過(guò)程遵循熱氧化老化機(jī)理。時(shí)間溫度疊加壽命預(yù)測(cè)模型利用了這一理論。

         2、擴(kuò)散限制氧化模型

         擴(kuò)散限制氧化模型是一系列測(cè)試，以確定橡膠中的氧氣濃度與橡膠的模量之間的關(guān)系，然后通過(guò)測(cè)量橡膠中的氧氣濃度來(lái)預(yù)測(cè)橡膠的壽命。當(dāng)聚合物材料在空氣環(huán)境中達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)，可以從生產(chǎn)該材料時(shí)周?chē)h(huán)境的實(shí)際壓力和該材料中氧氣的溶解參數(shù)來(lái)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(guò)程中參與反應(yīng)。如果通過(guò)氧化反應(yīng)消耗的氧氣的速率大于通過(guò)環(huán)境擴(kuò)散效應(yīng)向材料補(bǔ)充氧氣的速率，則材料內(nèi)部的氧氣濃度將降低。

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