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臭氧老化对橡胶材料的影响

北京仕家万联科技有限责任公司

2013/6/21 15:53:52

         臭氧老化,就是针对橡胶对臭氧敏感这一特性,利用环境模拟的手段加速橡胶被臭氧老化的过程,从而测试橡胶产品的耐老化能力的一种技术。臭氧主要存在于大气层中同温层之下的臭氧层中(距离地表20公里),但在地表大气中也存在稀薄的臭氧。因为橡胶材料对臭氧的敏感特性,即使是稀薄的臭氧,也会让所有的橡胶制品出现龟裂的情况。这是由于臭氧与不饱和橡胶会发生反应,既与橡胶中的双键产生双分子反应,且反应速度非常快,臭氧对不饱和橡胶的老化反应是在橡胶暴露的表面进行的,当表面的双键被消化掉后,臭氧才与样品内部的不饱和键反应。
        暴露在臭氧中的拉伸不饱和橡胶,首先在表面上形成臭氧龟裂,然后龟裂增长变大,zui后使其断裂。关于橡胶龟裂的机理有两种观点:分子链断裂说和表面层破坏说。在臭氧浓度一定情况下,若分子链的运动性高,则当臭氧使表面分子链断裂后,断裂的两端将以较快的速度相互分离,露出底层新的分子链继续受臭氧攻击,因而加快裂口增长。

        各种橡胶的龟裂时间均随臭氧浓度的提高而显著缩短,不同的橡胶程度有差异。同一臭氧浓度下,橡胶结构的不同龟裂增长的速度快慢也不同。由于NR与SBR、BR及NBR的结构不同,臭氧老化特性也不同伸长的NR在臭氧环境中短时间内产生龟裂,但龟裂增长的速度慢,龟裂的数量多且浅而小。
        日本安田精机制作所为日本测试仪器厂商,其臭87氧老化试验机具有测试性能稳定,功能强大的优点,在上被广泛的应用。
        87臭氧浓度检测采用紫外线吸收法,原理为臭氧对波长 λ=254nm紫外光具有zui大吸收稀疏,在此波长下紫外光通过臭氧层会产生衰减,符合兰波特-比尔(Lambert--Beer)定律: I=Ioe-klc :Io-无臭氧存在时入射光强度;I-光束穿透臭氧后的光强度;L-臭氧样品池光程长度;C-臭氧浓度;K-臭氧对光波长吸收系数。

        臭氧老化测试分静态拉伸、动态拉伸和旋转静态拉伸三种方法:

         

         

 

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