橡膠壽命評(píng)價(jià)實(shí)際上是對(duì)橡膠材料老化性能的分析??估匣囼?yàn)通常包括自然老化和人工加速老化。自然老化試驗(yàn)是評(píng)價(jià)材料環(huán)境壽命的最佳方法。但由于試驗(yàn)周期長(zhǎng),環(huán)境條件不可控,不同地區(qū)環(huán)境條件不同,各種影響因素?zé)o法分離。在人工加速老化試驗(yàn)的早期,氧吸收主要用于表征橡膠的老化速率和老化程度。后來(lái)人們開(kāi)始關(guān)注橡膠物理性能的變化,發(fā)展了烘箱加速老化試驗(yàn)方法。同時(shí),也有氧彈加速老化、空氣加速老化、人工氣候加速老化等試驗(yàn)方法,但大多仍以烘箱加速老化試驗(yàn)為基礎(chǔ)。
一、橡膠壽命評(píng)定原則
橡膠壽命評(píng)估是基于橡膠老化的本質(zhì),即橡膠分子鏈的主鏈、側(cè)鏈和交聯(lián)鍵斷裂反應(yīng)占主導(dǎo)地位,老化表明橡膠表面變軟、變粘,因?yàn)榉肿渔湐嗔殉尚》肿雍托∑危鏝R、IR、IIR、PU、CHR等。同時(shí),新的交聯(lián)反應(yīng)在橡膠分子鏈中占主導(dǎo)地位。老化過(guò)程中,由于分子鏈產(chǎn)生了許多新的交聯(lián)反應(yīng),如br、sbr、nbr、epdm等,所有的化學(xué)反應(yīng)都是按照三種基本機(jī)理(雜化、均裂和環(huán)化)完成的。
二。橡膠壽命評(píng)估模型
傳統(tǒng)的加速熱氧老化方法是在硫化橡膠制成樣品后,在若干老化溫度下進(jìn)行數(shù)百~數(shù)千小時(shí)的熱空氣氧化老化試驗(yàn),直到樣品的物理性能降至規(guī)定水平為止。臨界值。目前,已經(jīng)建立了計(jì)算材料貯存壽命的數(shù)學(xué)模型。加速老化試驗(yàn)預(yù)測(cè)橡膠壽命的理論模型是時(shí)溫等效原理和擴(kuò)散限制氧化模型。
1。時(shí)溫疊加壽命預(yù)測(cè)模型
提高橡膠氧化老化的途徑是通過(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,不能預(yù)測(cè)具體結(jié)果,但橡膠的氧化老化過(guò)程遵循熱氧化老化機(jī)理。時(shí)溫疊加壽命預(yù)測(cè)模型就是利用這一理論建立的。
2。擴(kuò)散受限氧化模型
擴(kuò)散限制氧化模型是測(cè)定橡膠中氧濃度與橡膠模量之間關(guān)系的一系列試驗(yàn),然后通過(guò)測(cè)量橡膠中的氧濃度來(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)定狀態(tài)時(shí),聚合物材料中的氧濃度可以從材料生產(chǎn)時(shí)周?chē)h(huán)境的實(shí)際壓力和材料中的氧溶解參數(shù)中獲得。這些氧將參與氧化老化過(guò)程。如果通過(guò)氧化反應(yīng)的氧消耗率高于通過(guò)環(huán)境擴(kuò)散效應(yīng)對(duì)材料的氧補(bǔ)充,則會(huì)降低材料中的氧濃度。