橡膠材料熱空氣加速老化試驗的方法

橡膠材料及其制品由于獨特的性能，已廣泛應用于生產的各個領域。橡膠材料作為一種高分子材料，通病是易老化，在使用及貯存過程中，其性能會隨著時間的增加而逐漸下降，甚至喪失使用性能。自從20世紀60年代報道了橡膠制品在使用過程中因老化現象而造成了巨大的經濟損失后，人們廣泛開展了自然老化和加速老化方法研究。自然條件下橡膠
的老化通常需要幾年的時間，因此利用加速老化方法以進行橡膠材料的老化性能研究成為一種切實可行的辦法。

在加速老化試驗方法研究方面，先后出現了烘箱加速老化試驗、氧彈加速老化試驗、空氣彈加速老化試驗、人工氣候加速老化試驗、濕熱老化試驗、臭氧加速老化試驗、鹽霧腐蝕試驗、人工抗霉試驗等。烘箱加速老化試驗和濕熱老化試驗是人們最為常見的2種加速老化試驗方法。國外曾有人設想利用反應機理和分子結構參數模擬橡膠的貯存老化試驗。從理論上講，這是一個很有希望的發展方向，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

熱空氣加速老化試驗
橡膠材料在貯存條件下主要是熱氧老化，其作用機制是熱的作用講加速橡膠材料交聯、降解等化學變化，宏觀表現為物理機械性能改變，某些性能與老化時間呈單一變化關系，如扯斷延長率，應力松弛系數，壓縮變形率。按照性能與老化時間關系的經驗式，可求得性能變化速率常數（K）。在一定溫度范圍內，速率常數與熱力學溫度的關系符合Arrhenius方程。對試驗數據進行統計計算，可預算實際條件下的橡膠材料貯存性能和使用性能，20世紀20年代，烘箱問世，產生了熱空氣加速老化試驗方法（又名烘箱加速老化試驗方法）。這種方法是將試驗樣品懸掛在給定條件（如溫度、風速等）的熱老化試驗箱內，并周期性地檢查和測定試樣的外觀及性能變化，從而評定其耐熱性的一定方法。利用這種方法還可對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：當加速老化的外部因素為最大值時，老化的物理化學過程應與在真是的貯存和使用條件下所進行的過程相同。它規定將材料暴露于不少于3個比實際使用或貯存溫度更高的溫度下，測量某一選定性能。當材料性能下降到某以給定指標時，作為材料的老化終點，從而得出的每個溫度下的熱壽命，達到對材料的熱老化性能進行評估的目的，也可由此外推計算實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。
烘箱加速老化試驗直觀簡便，且與實際過程較為接近，在某些情況下結果的準確度是可以接受的。我國與20世紀80年代將橡膠的烘箱加速老化試驗方法標準化，指定了GB/T17782-1999(硫化橡膠壓力空氣熱老化試驗方法)、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)等。