橡膠老化與橡膠熱老化試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

老化是橡膠性能受損的主要原因之一。由于產(chǎn)品的配方和使用條件各異，老化歷程快慢不一，所以，需要通過(guò)老化試驗(yàn)來(lái)測(cè)定和評(píng)價(jià)，以評(píng)定橡膠老化的程度及其對(duì)性能的影響。老化試驗(yàn)就是在外部條件下，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，考核橡膠性能前后變化（一般是性能下降或劣化）化的試驗(yàn)方法及所用的測(cè)試手段。常用的橡膠老化試驗(yàn)方法和有關(guān)裝置如下。

自然老化試驗(yàn)橡膠試片在拉伸狀態(tài)下，放置在室外自然環(huán)境中，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間日曬雨淋后，觀察、測(cè)定和比較前后的性能變化。這種方法雖逼真度高，對(duì)實(shí)際狀況的模擬性強(qiáng)，但往往費(fèi)時(shí)太長(zhǎng)，一般作為輔助參考是合適的，但要在短時(shí)間內(nèi)完成測(cè)試，得出結(jié)論是不可能的。

2．加速老化試驗(yàn)為了在較短時(shí)間內(nèi)得到老化試驗(yàn)數(shù)據(jù)，有必要采用加速型的老化試驗(yàn)，

即強(qiáng)化試驗(yàn)條件，加快老化進(jìn)程，大幅度縮短測(cè)試周期，較快地獲得測(cè)試結(jié)果一老化數(shù)據(jù)。這類(lèi)試驗(yàn)項(xiàng)目有：

1．烘箱加熱老化試驗(yàn)簡(jiǎn)稱(chēng)熱老化試驗(yàn)，是目前應(yīng)用廣的方法。所用的測(cè)試設(shè)備是加熱烘箱。加熱溫度（常用為70和100c【＝）和時(shí)間（常用為72、144h）可以設(shè)定。試片懸掛在箱內(nèi)的回轉(zhuǎn)片架上。試驗(yàn)結(jié)束后，取出試片，測(cè)定其性能，并與老化前數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，計(jì)算老化系數(shù)，衡量其減損程度。例如，某膠料熱老化前的拉伸強(qiáng)度為20MPa，熱老化后降為12MPa，則老化系數(shù)為0．6．

2．天候老化試驗(yàn)?zāi)M在室外使用時(shí)的環(huán)境條件，對(duì)試樣進(jìn)行箱內(nèi)的加速老化試驗(yàn)。試驗(yàn)裝置能再現(xiàn)實(shí)際使用中遇到的氣候條件，如光曬（以燈光照射代替）、雨淋（以噴水代替）所以，在仿真、模擬條件下的加速老化試驗(yàn)光源采用紫外光或碳弧燈。試驗(yàn)時(shí)間可在101000h內(nèi)調(diào)節(jié)。試驗(yàn)結(jié)束后除進(jìn)行物理性能測(cè)定外，還需觀察其表面龜裂狀況。

3．臭氧老化試驗(yàn)用來(lái)考察臭氧對(duì)橡膠的損害程度。試驗(yàn)裝置是密閉的臭氧老化箱。內(nèi)有臭氧發(fā)生器，通過(guò)水銀燈產(chǎn)生一定濃度的臭氧。試片試驗(yàn)時(shí)接受一定的的拉伸變形。經(jīng)一定時(shí)間后觀察試樣表面裂紋深度，判斷膠料的抗臭氧水平。

4．氧老化試驗(yàn)試片被置于金屬?gòu)椥蚊荛]容器中，充入氧氣，并在加熱、加壓下試驗(yàn)。溫度一般加熱到70～C。氧氣壓力保持在0．60．7MPa，持續(xù)時(shí)間在24、48、72h中任擇。到規(guī)定時(shí)間后，在室溫下停放1696h后，再比較試驗(yàn)前后的性能變化．

橡膠熱老化試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

警告：使用本標(biāo)準(zhǔn)的人員應(yīng)熟悉正規(guī)實(shí)驗(yàn)室操作規(guī)程。本標(biāo)準(zhǔn)無(wú)意涉及因使用本標(biāo)準(zhǔn)可能出現(xiàn)的所有問(wèn)題。制定相應(yīng)的和健康制度并確保符合國(guó)家法規(guī)是使用者的責(zé)任。

1范圍

本標(biāo)準(zhǔn)適用于硫化橡膠或熱塑性橡膠在常壓下進(jìn)行熱空氣加速老化和耐熱試驗(yàn)。

2引用標(biāo)準(zhǔn)

下列標(biāo)準(zhǔn)所包含的條文，通過(guò)在本標(biāo)準(zhǔn)中引用而構(gòu)成為本標(biāo)準(zhǔn)的條文。本標(biāo)準(zhǔn)出版時(shí)，所示版本均為有效。所有標(biāo)準(zhǔn)都會(huì)被修訂，使用本標(biāo)準(zhǔn)的各標(biāo)準(zhǔn)的各方應(yīng)探討使用下列標(biāo)準(zhǔn)版本的可能性。

GB/T2941-1991橡膠試樣環(huán)境調(diào)節(jié)和試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)溫度、濕度及時(shí)間(eqvISO471:1983)

GB/T9865.1-1996硫化橡膠或熱塑性橡膠樣品和試樣的制備部分物理試驗(yàn)(idtISO4661-1:1993)

GB/T14838-1993橡膠與橡膠制品試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)精密度的確定(neqISO/TR9272:1986)

3原理

試樣在高溫和大氣壓力下的空氣中老化后測(cè)定其性能，并與未老化試樣的性能作比較。

與使用權(quán)有關(guān)的物理性能應(yīng)用來(lái)判定老化程度，介在沒(méi)有這些性能的確切鑒定的情況下，建議測(cè)定拉伸強(qiáng)度、定伸應(yīng)力、拉斷伸長(zhǎng)率和硬度。

3.1熱空氣加速老化

在本試驗(yàn)方法中，氧氣濃度很低，即使氧化作用很快，氧氣也無(wú)法充分?jǐn)U散到橡膠內(nèi)部以保持一致的氧化作用。因此，在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法中規(guī)定的厚度的樣品適合于本試驗(yàn)方法使用時(shí)，本老化試驗(yàn)方法對(duì)老化性能差的橡膠可能得出錯(cuò)誤的結(jié)果。

3.2耐熱試驗(yàn)

在本試驗(yàn)方法中，試樣經(jīng)受與使用時(shí)間相同溫度和規(guī)定時(shí)間后，測(cè)定適當(dāng)?shù)男阅?，并與未老化試樣的性能作比較。

4試驗(yàn)裝置

橡膠試樣采用熱空氣老化箱進(jìn)行試驗(yàn)，老化箱應(yīng)符合下列要求：

a)具有強(qiáng)制空氣循環(huán)裝置，空氣流速0.5m/s～1.5m/s,試樣的小表面積正對(duì)氣流以避免干擾空氣流速;

b)老化箱的尺寸大小應(yīng)滿足樣品的總體積不超過(guò)老化箱有效容積的10%，懸掛試樣的間距至少

中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局2001-08-28批準(zhǔn)2002-05-01實(shí)施

為10，試樣與老化箱壁至少相距50;

C)必須有溫度控制裝置，保證試樣的溫度保持在規(guī)定的試驗(yàn)溫度的公差范圍內(nèi);

d)加熱室內(nèi)有測(cè)溫裝置記錄實(shí)際加熱溫度;

e)在加熱室結(jié)構(gòu)中不得使用鋼或銅合金;

f)老化箱的空氣置換次數(shù)為每小時(shí)三到十次;

g)空氣進(jìn)入老化箱前應(yīng)加熱到老化箱規(guī)定的試驗(yàn)溫度的公差范圍內(nèi)。

5試樣

5.1試樣制備應(yīng)符合GB/T9865.1的規(guī)定。

5.2熱空氣加速老化和耐熱試驗(yàn)使用按GB/T2941的規(guī)定進(jìn)行狀態(tài)調(diào)節(jié)后的試樣，不使用完整的制品或試片。

5.3老化后的試樣不能進(jìn)行機(jī)械、化學(xué)或熱處理。

5.4測(cè)定老化前和老化后的試樣數(shù)量通常采用五個(gè)，介不應(yīng)少于三個(gè)。

5.5只有尺寸規(guī)格相同的試樣才能作比較。

在加熱前測(cè)量試樣尺寸，只要有可能應(yīng)在才能化后作標(biāo)記，標(biāo)記不能在試樣的任何臨界表面內(nèi)使用，并且不能損傷試樣或加熱時(shí)被分解。

為了防止硫磺、抗氧劑、過(guò)氧化物或增塑劑的遷移，避免在同一老化箱內(nèi)同時(shí)加熱不同類(lèi)型的橡膠試樣。建議只有下列類(lèi)型的材料可一起加熱：

a)相同類(lèi)型的聚合物;

b)含有同類(lèi)型的促進(jìn)劑或硫磺和促進(jìn)劑的比率近似相同的硫化橡膠;

c)含有同類(lèi)型抗氧劑的橡膠;

d)含有同類(lèi)型同份量增塑劑的橡膠。

6硫化與試驗(yàn)之間的時(shí)間間隔

應(yīng)符合GB/T2941的規(guī)定。

7試驗(yàn)條件

7.1概述

試驗(yàn)中試樣獲得給定老化程度所需要的時(shí)間取決于試樣的橡膠的類(lèi)型。

所用的試驗(yàn)周期應(yīng)使試樣的老化不致降低到妨礙試樣物理性能的終測(cè)定。

在使用高溫老化導(dǎo)致的降解機(jī)理與在使用濕度時(shí)發(fā)生的降解機(jī)理有差別時(shí)，此試驗(yàn)結(jié)果無(wú)效。

7.2熱空氣加速老化

試驗(yàn)溫度按GB/T2941的規(guī)定選擇或由有關(guān)人員之間商定;老化時(shí)間可選為24、48、72、96、168h或168h的倍數(shù)。

7.3耐熱試驗(yàn)

試驗(yàn)溫度按GB/T2941的規(guī)定或由有關(guān)人員之間商定;試驗(yàn)溫度應(yīng)能代表試樣的使用溫度;老化時(shí)間可選為24、48、72、96、168h或168h的倍數(shù)。

8程序

8.1將老化箱調(diào)至試驗(yàn)溫度，把試樣顯自由狀態(tài)懸掛在老化臬中進(jìn)行試驗(yàn)。

8.2試樣放入老化箱即開(kāi)始計(jì)算老化時(shí)間，到達(dá)規(guī)定時(shí)間時(shí)，取出試樣。

8.3取出的試樣按GB/T2941的規(guī)定進(jìn)行環(huán)境調(diào)節(jié)16h～144h。

8.4有關(guān)性能的測(cè)定按相應(yīng)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行。

9結(jié)果表示

9.1性能變化率按公式(1)計(jì)算：

x1x0

P=x0×100(1)

式中：P性能變化率，%;

x1試樣老化后的性能測(cè)定值;

x0試樣老化前的性能測(cè)定值。

9.2硬度變化按公式(2)計(jì)算：

H=X1X0。。。。。。。。。。。。。。。(2)

式中：H硬度變化

x1試樣老化后的硬度測(cè)定值;

x0試樣老化前的硬度測(cè)定值。

10精密度

重復(fù)性和再現(xiàn)性的精密度按GB/T14838的規(guī)定進(jìn)行，該標(biāo)準(zhǔn)表述了精密度的概念和術(shù)語(yǔ)。

附錄A(提示的附錄)在運(yùn)用重復(fù)性和再現(xiàn)性結(jié)果方面起引導(dǎo)作用。

11試驗(yàn)報(bào)告

試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)該包括以下內(nèi)容：

a)采用本標(biāo)準(zhǔn)的名稱(chēng)和代號(hào);

b)試樣說(shuō)明;

1)試樣的名稱(chēng)、規(guī)格、數(shù)量和來(lái)源;

2)如果知道，說(shuō)明混煉膠的組成和它的硫化條件;

3)硫化和試驗(yàn)間的時(shí)間間隔;

4)試樣制備方法(例如模壓、從樣品裁取試樣);

c)老化說(shuō)明：

1)老化箱型號(hào);

2)是加速老化或耐熱試驗(yàn);

3)測(cè)試性能和使用試樣的類(lèi)型;

4)老化試驗(yàn)溫度、時(shí)間;

d)試驗(yàn)結(jié)果：

1)使用試樣的數(shù)量;

2)能通過(guò)本標(biāo)準(zhǔn)表達(dá)的合適的性能參數(shù)試驗(yàn)其老化前后的每個(gè)性能值;

3)用性能變化率來(lái)表示，而硬度用兩值差表示;

e)試驗(yàn)日期;

f)試驗(yàn)者;

g)審核者。

附錄A

(提示的附錄)

精密度結(jié)果使用指南

A1使用精密度結(jié)果的一般程序如下，用符號(hào)X1X2表示任何兩次測(cè)量值的正確。

A2查相應(yīng)的精密度表(無(wú)論所考慮的是什么試驗(yàn)參數(shù))，在測(cè)得參數(shù)的平均值與正在研究的試驗(yàn)數(shù)據(jù)平均值近處畫(huà)一橫線，該線將給出判斷過(guò)程中所用的相應(yīng)的r、(r)、R或(R)。

A3下列一般重復(fù)性陳述和相應(yīng)的r和(r)值可用來(lái)判定精密度。

A3.1差：在正常操作的試驗(yàn)程序下，用標(biāo)牌相同材料的樣品得到的兩個(gè)試驗(yàn)平均值的差X1X2，平均每20次中不得多于一次超過(guò)表列重復(fù)性r。

A3.2兩個(gè)試驗(yàn)平均值間的百分?jǐn)?shù)差;在正常和正確的試驗(yàn)程序下，在標(biāo)牌相同材料的樣品得到兩個(gè)試驗(yàn)值間的百分?jǐn)?shù)偏差。

〔「X1X2」/X1+X2〕/2〕×100

平均每20次中不得多于一次超過(guò)表列重復(fù)性(r)。

A4可用下列一般再現(xiàn)性陳述及相應(yīng)的R和(R)值來(lái)判定精密度。

A4.1差;在兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室用正常和正確的試驗(yàn)程序，用標(biāo)牌相同的材料的樣品得到兩個(gè)獨(dú)立測(cè)量的試驗(yàn)平均值間差「X1X2」，平均每20次中不得多于一次超過(guò)表列再現(xiàn)性R。

A4.2兩個(gè)試驗(yàn)平均值的百分?jǐn)?shù)差，在兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室用正常和正確的試驗(yàn)程序，在標(biāo)牌相同材料的樣品得到兩個(gè)獨(dú)立測(cè)量的試驗(yàn)平均值的百分?jǐn)?shù)偏差

〔「X1X2」/X1+X2〕/2〕×100

平均每20次中不得多于一次超過(guò)表列再現(xiàn)性(R)。