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1、橡膠老化研宄的方法時間：2009-05-2111:26來源:橡膠老化網(wǎng)作者:admin點擊：125次摘要：論述了橡膠老化研究的方法，評價橡膠老化的方法與內(nèi)容有:力學性能變化，硫化膠結(jié)構(gòu)變化，老化機理，交聯(lián)密度，TG、DMA、DSC等熱分析。關(guān)鍵詞：橡膠老化；交聯(lián)結(jié)構(gòu)：熱分析在早期的老化研宄中主要用吸氧量來表征橡膠老化的速度和程度。該方法有一定的優(yōu)點，但也存在很大的缺陷，膠料的氧化速度很低，是可以說明它的耐熱老化性很好，但氧化速度很高并不能說明膠料的耐老化性很差，這是因為不同膠料發(fā)生氧化反應(yīng)的機理不同，相同摩爾量的膠料消耗氧的量不同。
2、某宏觀表現(xiàn)為有些膠料在一定條件下吸收了相對較多的氧氣，但膠料的物理機械性能變化并不顯著。大約在20世紀20年代前后，人們開始重視橡膠物理機械性能變化規(guī)律的研究。就在此時吉爾(Gerr)烘箱問世，產(chǎn)生烘箱加速老化方法，同時又有氧彈加速老化和空氣彈加速老化方法的出現(xiàn)。經(jīng)過Schoch等人長時間的人工加速老化與實際自然老化研究表明，烘箱加速老化與實際自然老化最接近，因此橡膠加速老化研究多以提高烘箱溫度的加速老化方法為主。1、橡膠老化的性能變化與評價方法由于橡膠老化的復雜性、試驗和測試手段的限制，人們對老化規(guī)律的認識有一定的片面性和反復性，
3、加之要與自然老化相對照，試驗周期較長，所以在耐老化性評定方面特別是在定量計算上的研究，在20世紀50年代以前的進展是相當緩慢的。在50年以前主要是研究橡膠在非受力狀態(tài)下的老化，測定的性能為拉伸強度S、扯斷伸長率E、定伸應(yīng)力M、抗張積SE、硬度H等。由于橡膠密封零件在航空航天等現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)中的廣泛應(yīng)用，橡膠在受力狀態(tài)不的老化引起人們的特別重視，因此在近30年里對橡膠應(yīng)力松馳和壓縮水久變形的研宄較多，而且橡膠老化程度與測試數(shù)據(jù)相符。ThomasS.Gates等人認為運用人工加速老化的方法研究材料性能指標的變化規(guī)律，對于新材料的篩選和制品
4、長期老化性的評定有重要的指導性。李詠今也強調(diào)運用橡膠老化性能變化的基本規(guī)律解決一些實際問題，他認為只有認識和掌握了橡膠熱氧老化性能變化的一些基木規(guī)律，才能建立橡膠性能變化或制品壽命的快速預測方法；才能正確地評定硫化橡膠的耐熱老化性；才能在試驗室里研究硫化橡膠在常溫下的化學變化行為。在橡膠制品規(guī)格試制或橡膠原材料應(yīng)用研宄中需要判斷和比較不同材料耐熱老化性孰優(yōu)孰劣，以達到材料篩選的0的，這是對橡膠材料耐熱老化性的定性評定。隨著航天和航空等現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，對產(chǎn)品的可靠性要求愈來愈高，因此在某些橡膠制品試制中，滿足一定貯存期或使用期要求成為
5、技術(shù)條件之一。這就需要在配方設(shè)計的同時進行性能變化或壽命預測，這種預測就是對橡膠耐熱老化性的定量評定。因此橡膠耐熱老化性評定方法研究是橡膠應(yīng)用研究中的一個重要內(nèi)容。隨著導彈火箭等現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，迫切需要解決橡膠制品貯存或使用壽命預測問題，這存力推動了橡膠耐熱老化性評定方法研宄。因此近三十年來在橡膠老化性能變質(zhì)規(guī)律的認識上，性能變化的定量計算上取得了長足進展。目前在我國對于橡膠性能變化或制品壽命預測匕經(jīng)右了標準方法。但定量評定橡膠制品老化性能的報道在國內(nèi)還少見，國外的研究大部分也是定性方面的，但產(chǎn)品老化性能的測試正由定性判斷逐漸向定量
6、判斷發(fā)展。一般來說，老化性能的評定主要是研宄材料宏觀性能的變化及微觀結(jié)構(gòu)的變化。橡膠制品發(fā)生老化時，其材料木身發(fā)生一些明顯的改變，包括材料的組份、電性能、力學性能及微觀分子結(jié)構(gòu)變化?？梢园鸭豪匣瘶悠放c未老化樣品的如下性能進行比較：力學性能：拉伸強度、扯斷伸長率、壓縮永久變形、回彈率、硬度；樣品外觀：變軟，發(fā)粘；變硬，發(fā)脆；表面發(fā)霉等；熱性能：玻璃化溫度，熱降解起始溫度等。2、硫化膠結(jié)構(gòu)及其老化機理的表征方法2.1、硫化膠交聯(lián)密度的測定橡膠的特征是同時具有柔軟性和可逆大變形性。柔軟性是玻璃化溫度遠低于室溫的一切無定形聚合物共有的性質(zhì)，
7、但要使可逆性大變形成為可能，就需要利用化學反應(yīng)或物理相互作用引人交聯(lián)點。因此，研宄交聯(lián)點具有怎樣的結(jié)構(gòu)和以怎樣的交聯(lián)密度沿著橡膠分子鏈分布就成為評價橡膠物性的基本問題。交聯(lián)密度變化是橡膠老化微觀結(jié)構(gòu)變化的主要方而，交聯(lián)密度對橡膠宏觀力學性能有直接的重要的影響。交聯(lián)密度和交聯(lián)鍵類型的測定是表征硫化膠交聯(lián)結(jié)構(gòu)最主要的工作。交聯(lián)密度的表示方法有：單位體積硫化膠中交聯(lián)鍵的數(shù)目、交聯(lián)網(wǎng)鏈的數(shù)均分子量等。在交聯(lián)密度中要區(qū)分物理交聯(lián)密度和化學交聯(lián)密度，在硫黃硫化天然橡膠的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中，能夠提供有效交聯(lián)的既有物理交聯(lián)點，也有化學交聯(lián)點?；瘜W交聯(lián)點包括
8、c.c、c.s、s-s鍵以及橡膠分子鏈與炭黑之間形成的結(jié)合橡膠；物理交聯(lián)點包括分子鏈的幾何纏結(jié)、氫鍵和范德華力等。測定橡膠交聯(lián)密度的方法存溶脹法、溶脹模量法、平衡模量法和應(yīng)力一應(yīng)變法等。近年來也有一些研究者用動態(tài)剪切模量法估算硫化膠的
