更新时间:2026-05-11
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一、前言:
橡胶材料在高温有氧环境中,易发生热氧老化反应,导致分子链断裂,出现变硬、变脆、变软、开裂等现象,直接影响制品使用寿命与可靠性。为科学评估硫化橡胶与热塑性橡胶的耐热氧老化性能,热老化试验箱通过换气热老化试验箱模拟高温通风环境,测定橡胶老化前后拉伸强度、断裂伸长率、硬度等性能变化,适用于各类硫化橡胶及热塑性橡胶的常压热空气加速老化测试。
二、测试原理:
试样在规定温度与换气速率的热老化试验箱内,于常压空气中暴露设定时长,高温与氧气共同作用引发橡胶热氧老化。老化后在标准环境下调节,对比试样老化前后的物理力学性能(拉伸强度、断裂伸长率、硬度等),计算性能变化率,以此评定橡胶的热氧老化稳定性。
三、试验设备与材料:
热老化试验箱
温度范围:室温~200℃,控温精度 ±1℃(≤100℃)、±2℃(101~200℃),温度均匀性 ±2℃。
换气速率:3~10 次 / 小时可调,方法 A 为自然通风,方法 B 为强制风扇通风。
箱内材质:无铜及铜合金部件,避免催化橡胶老化。
试样放置:间距≥10mm,距箱壁≥50mm,总体积≤箱内容积 10%。
辅助设备
拉力试验机(精度 ±1%)、硬度计(邵尔 A)、标准刀具、恒温恒湿调节箱。
试样要求
形状:标准哑铃形试样(厚度 2mm±0.2mm)或片状试样。
数量:每组老化前、后各 5 个,平行试样 3 组。
状态调节:老化前在 23℃±2℃、相对湿度 50%±5% 环境中调节 24 小时。
四、测试流程:
4.1试验前准备
按标准制备试样,标记编号,检测外观无裂纹、气泡、杂质缺陷。
测定老化前性能:测试拉伸强度(TS₀)、断裂伸长率(EB₀)、邵尔 A 硬度(H₀),每组取平均值。
校准热老化试验箱温度、换气速率,预热至设定温度并稳定 30 分钟。
4.2老化试验
将调节好的试样平放入箱内,互不重叠、无应力暴露,关闭箱门。
设定试验条件(常用:温度 100℃/120℃/150℃,时长 24h/48h/72h/168h,换气 5 次 / 小时)。
启动设备,计时开始,期间保持温度、换气速率稳定。
到达设定时长后,立即取出试样,在标准环境中调节 24 小时(不少于 16 小时)。
4.3老化后性能测试
检查试样外观:记录有无龟裂、发粘、变硬、变色等现象。
测试老化后性能:拉伸强度(TS₁)、断裂伸长率(EB₁)、硬度(H₁),每组取平均值。
四、测试数据记录示例:
试样编号 | 老化前拉伸强度(MPa) | 老化前断裂伸长率(%) | 老化前硬度(邵尔 A) | 老化后拉伸强度(MPa) | 老化后断裂伸长率(%) | 老化后硬度(邵尔 A) | 拉伸强度变化率(%) | 断裂伸长率变化率(%) | 硬度变化(度) |
1 | 18.5 | 380 | 70 | 15.2 | 265 | 78 | -17.8 | -30.3 | +8 |
2 | 18.2 | 375 | 69 | 14.9 | 258 | 77 | -18.1 | -31.2 | +8 |
3 | 18.6 | 382 | 70 | 15.3 | 268 | 78 | -17.7 | -29.8 | +8 |
4 | 18.3 | 378 | 69 | 15.0 | 262 | 77 | -18.0 | -30.7 | +8 |
5 | 18.4 | 376 | 70 | 15.1 | 260 | 78 | -17.9 | -30.9 | +8 |
平均值 | 18.4 | 378.2 | 69.8 | 15.1 | 262.6 | 77.6 | -17.9 | -30.6 | +7.8 |
