三元乙丙橡胶的热氧老化及寿命预测_陶玲

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  内容提示：第 ４３ 卷 第 ６ 期２０２２ 年 １２ 月特 种 橡 胶 制 品ＳｐｅｃｉａｌＰｕｒｐｏｓｅＲｕｂｂｅｒＰｒｏｄｕｃｔｓＶｏｌ．４３Ｎｏ．６Ｄｅｃｅｍｂｅｒ２０２２三元乙丙橡胶的热氧老化及寿命预测陶 玲 １ ，２ ，刘国钧 １ ， ２ ，程 璐 １ ， ２ ，罗能凤 １ ， ２，王 进１ ， ２（１．株洲时代新材料科技股份有限公司，湖南 株洲 ４１２００７ ；２．株洲轨道交通高分子材料及制品质量监督检验中心，湖南 株洲 ４１２００７ ）摘 要：以拉断伸长率和压缩永久变形为评价性能，应用阿累尼乌斯方程对三元乙丙橡胶进行了寿命预测。研究了热氧老化对三元乙丙橡胶物理力学性能和分子结构的影响。根据结果得出，该三元乙丙橡胶在高温下具备优秀能力的拉伸性能，高温会导致其他物理力学性能劣化、交联密度增大和分子链断裂。该三元乙丙橡胶在压缩...

  第 ４３ 卷 第 ６ 期２０２２ 年 １２ 月特 种 橡 胶 制 品ＳｐｅｃｉａｌＰｕｒｐｏｓｅＲｕｂｂｅｒＰｒｏｄｕｃｔｓＶｏｌ．４３Ｎｏ．６Ｄｅｃｅｍｂｅｒ２０２２三元乙丙橡胶的热氧老化及寿命预测陶 玲 １ ，２ ，刘国钧 １ ， ２ ，程 璐 １ ， ２ ，罗能凤 １ ， ２，王 进１ ， ２（１．株洲时代新材料科技股份有限公司，湖南 株洲 ４１２００７ ；２．株洲轨道交通高分子材料及制品质量监督检验中心，湖南 株洲 ４１２００７ ）摘 要：以拉断伸长率和压缩永久变形为评价性能，应用阿累尼乌斯方程对三元乙丙橡胶进行了寿命预测。研究了热氧老化对三元乙丙橡胶物理力学性能和分子结构的影响。根据结果得出，该三元乙丙橡胶在高温下具备优秀能力的拉伸性能，高温会导致其他物理力学性能劣化、交联密度增大和分子链断裂。该三元乙丙橡胶在压缩状态下的贮存寿命为 ９．３ 年。应用阿累尼乌斯方程进行寿命预测时，测试性能、临界值和试验温度的选择直接影响结果的准确性，必须结合实际使用情况考虑、谨慎选择。关键词：三元乙丙橡胶；热氧老化；寿命预测；阿累尼乌斯方程中图分类号： ＴＱ３３０．１ ＋ ４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００５－４０３０ （ ２０２２ ） ０６－００６０－０６收稿日期： ２０２２ － ０３ － １０基金项目：湖南省市场监督管理局科技计划项目２０２１ＫＪＪＨ２０作者简介：陶 玲（ １９８４－ ），女，湖南宁乡人，硕士研究生，工程师，主要是做橡塑高分子材料检测分析工作。 塑料、橡胶等高分子材料大范围的应用于国民生产生活的所有的领域，研究高分子材料的常规使用的寿命和贮存寿命很有重要的意义。但在实际使用的过程中，受热、光、氧等外因的影响，这些高分子材料在某些特定的程度上会发生老化，导致物理、化学性能和机械性能的改变或劣化，逐渐丧失原有的优良性能。因此，研究材料的老化特性，进而对其进行寿命预测，具有重大意义 ［１ ， ２ ］ 。用实际使用或贮存的方法确定常规使用的寿命或贮存寿命，数据可靠，但要经历很久，远不能够满足筛选和鉴定材料好坏的需要。研究者们一直在寻找对材料来加速老化，从而在较短试验时间内评估材料寿命的方法。目前有多种方法 ［２－３ ］ 可拿来预测塑料、橡胶等材料的常规使用的寿命。很多研究者 ［４－７ ］ 都通过阿累尼乌斯方程，采用外推法来推测材料寿命。应用阿累尼乌斯方程推算常规使用的寿命虽然比较普遍且被广泛认可，但在实际使用时，较多的研发人员不知道怎么来下手或者使用的过程有误，如评价性能选择不合适（与实际使用不符合）、温度选择不合适（选择温度过高却用来推导贮存温度等）、临界值选择不合适等。三元乙丙橡胶因其拥有非常良好的耐臭氧、耐热、耐候等耐老化性能，被大范围的使用在汽车工业、建筑行业、电线电缆、密封材料和耐热制品等领域。本文选取三元乙丙橡胶，研究其热氧老化性能，应用阿累尼乌斯方程推测寿命，获得了该三元乙丙橡胶的贮存寿命，为今后三元乙丙橡胶的运用提供了理论依照；同时提出了应用阿累尼乌斯方程推测寿命必须要格外注意的问题，对阿累尼乌斯方程的应用具有一定的实际指导意义，也对其他塑料、橡胶的寿命预测具有一定的借鉴意义。１ 实验部分１．１ 试验仪器换气式老化箱： ＧＴ－７０１７－ＥＭＵ ，高铁检验测试仪器（东莞）有限公司；数显硬度测试仪：ｄｉｇｉｔｅｓｔⅡ ，德国ＢＡＲＥＩＳＳ公司； １ｋＮ 微机控制电子万能材料试验机： ＵＴＭ２１０３ ，深圳三思纵横科技股份有限公司；多头电子蠕变松弛试验机： ＲＤＬ０２，长春机械科学研究院有限公司；傅里叶变换红外光谱仪： Ｆｒｏｎｔｉｅｒ ，美国珀金埃尔默；精密电子天平：ＭＳ１００３Ｓ ，梅特勒 － 托利多公司；压缩永久变形工装： ＭＺ－ ４０２０ ，江苏明珠试验机械有限公司；厚度计： ＭＺ－ ４０３０ ，江苏明珠试验机械有限公司。１．２ 性能测试（１ ）硬度测试：依据 ＧＢ ／ Ｔ５３１．１－２００８［ ８ ］ 进行 ＳｈｏｒｅＡ 硬度测试。试样为３层２ｍｍ 试片叠加，测试５个点，结果取中值。（２ ）拉伸性能：依据 ＧＢ ／ Ｔ５２８－２００９［ ９ ］ 进行拉伸性能测试，试样为 Ⅰ 型哑铃试样。每次取５i.issn1005-4030.2022.06.017