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臭氧老化试验

评价硫化橡胶在臭氧 + 拉伸应变共同作用下产生龟裂(臭氧龟裂)的抵抗能力。不饱和橡胶(天然橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶)的双键极易被臭氧攻击,产生的裂纹方向与应力方向垂直,是户外橡胶件(密封条、胶管、轮胎侧壁)最典型的失效模式。

天然橡胶、丁苯橡胶(SBR)、丁腈橡胶(NBR)、氯丁橡胶等不饱和橡胶及其制品;含防老剂的橡胶配方验证。

标准号 标准名称
GB/T 7762 硫化橡胶或热塑性橡胶 耐臭氧龟裂 静态拉伸试验
GB/T 13642 硫化橡胶或热塑性橡胶 耐臭氧龟裂 动态拉伸试验
ISO 1431-1 Rubber, vulcanized or thermoplastic - Resistance to ozone cracking - Part 1: Static and dynamic strain testing
ASTM D1149 Standard Test Methods for Rubber Deterioration - Cracking in an Ozone Controlled Environment
标准号 标准解读 标准原文
GB/T 7762 解读 → 原文 →
浓度(pphm) 典型应用
25 ± 5 低浓度,接近一般大气环境
50 ± 5 最常用,模拟城市大气
100 ± 10 高浓度加速试验
200 ± 20 严酷加速

1 pphm = 1×10⁻⁸ 体积比 ≈ 0.0214 mg/m³(20 ℃,101.3 kPa)。

参数 取值
温度 40 ± 2 ℃(常规);可选 23 ℃ / 50 ℃
相对湿度 < 65 %(静态法通常不控湿或按标准)
拉伸应变 20 ± 2 %(常规);也可选 5 %、10 %、50 %
试样尺寸 长条状,通常 100 × 10 × 2 mm
试样数量 ≥ 3 件
试验时长 24 h / 48 h / 72 h / 96 h(按标准或客户要求)
空气流速 12 ~ 16 mm/s(箱内)
┌──────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 1. 装夹:试样在拉伸夹具上施加规定应变(如 20 %) │
│ ↓ │
│ 2. 预置:将已拉伸试样放入试验箱,稳定 30 min │
│ ↓ │
│ 3. 暴露:通入规定浓度臭氧,按设定时长暴露 │
│ ↓ │
│ 4. 观察:取出试样,在 10 倍放大镜下观察龟裂 │
│ ↓ │
│ 5. 评级:记录裂纹数量、长度、深度,与标准图谱对比 │
└──────────────────────────────────────────────────────────┘
方法 说明
龟裂数量 按试样表面裂纹条数分级(0 = 无裂纹,越多越差)
龟裂长度与深度 用读数显微镜测量最大裂纹
起始龟裂时间 记录从暴露到出现第一条裂纹的时间(灵敏度最高)
与标准图谱对比 按 GB/T 7762 / ASTM D1149 参考照片评级
  1. 拉伸应变是必要条件:无应变的橡胶几乎不产生臭氧龟裂。应变值必须与标准一致。
  2. 浓度控制精度:臭氧浓度必须用紫外吸收法实时监测,化学滴定法只能做校核。
  3. 箱内气流:气流过快会吹走臭氧、过慢会造成浓度不均,标准对流速有规定。
  4. 防老剂影响:含蜡类防老剂的橡胶表面会形成保护膜,短期试验可能不龟裂,长时间才会显现。
  5. 与热空气老化的区别:臭氧老化是表面龟裂型(应力腐蚀),热空气老化是整体性能衰减型(氧化交联)。
  6. 试样边缘:裁切边缘的毛刺会成为裂纹起始点,必须修整并记录。

相关文件:热空气老化试验 | 材料试验总览

体系归属:材料试验 / 老化与耐候试验