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高分子材料臭氧老化试验知识概况

高分子材料臭氧老化试验知识概况

一、臭氧老化试验测试标准

臭氧是大气中含量极其稀少的气体之一,但它却是对橡胶(特别是对含双键的橡胶)最具有破坏性的老化因素。臭氧具有很高的活性,它的稳定性比氧分子小得多,其分解生成的原子态氧的活性比氧分子高得多,所以很容易与橡胶发生化学作用,从而引起橡胶的老化,在橡胶表面出现明显的裂纹,产生所谓的臭氧龟裂。臭氧老化试验测试标准:ISO 1403/1—1982(E);ASTMD 3 395-82:B s903:PA R T A 23:1982;JI S 630 1—19 75;N FT 4 6-0 39.19 80;N F T4 6-03 8—19 80;G B 294 1—82;G B 3 5 11—83。

二、测试设备

以德国Argentox生产的臭氧老化机为例简要说明其技术参数。仪器型号:(3M R·O R V L·140)温度范围:23~90~C湿度范围:10%~90%R H臭氧浓度:0~10一测试箱内流动速度:8—600m m/s或更低新鲜空气流速:25L/m i n总功率:2kW。

三、试验条件

臭氧老化的试验方法,就是将橡胶试样在静态或动态应变条件下置于含一定浓度的臭氧和温、湿度的环境中曝露,观测试样性状的变化,以评价橡胶的耐臭氧老化性能,并以此为依据制定积极的防护措施。提高高分子材料制品的使用寿命。

(1)试样

臭氧老化试验的样品形状规格,主要是根据材料选用的评价指标或制品要求来确定的。以试样的外观龟裂变化来评价,采用长条矩形试片:宽度不小于10r a m;厚度为2.0±0.2m m。以拉伸性能为老化评价指标的试验,一般采用标准哑铃形的试片。但不管采用哪种试片,都必需具有一个完好无损的表面。

(2)臭氧浓度

试验采用的臭氧浓度一般是根据橡胶使用的环境条件和老化程度来选取的。各国标准中,一般多为(50±5)X 10一,要求低的试验浓度为(25±5)×10一,要求高的试验浓度为(100 4-10)X 10或(200±20)X 10一。

(3)温度

试验温度一般是根据橡胶使用环境的最高气温和设备的控温条件来确定的。ISO规定最适合温度为40±2℃,也可以采用30±2℃或23±2℃,根据我国的情况,选取40±2~C。

(4)湿度

臭氧化空气中的水份多是大气中带来的,故有些国家没有作具体规定。I SO规定的相对湿度一般不超过65%,对在潮湿环境中使用的制品,则要求相对湿度在80%~90%范围内进行试验。

(5)变形

因为橡胶的臭氧龟裂是在橡胶处于变形状态下才能发生的,所以,臭氧老化试验时,橡胶应在一定的拉伸变形条件下进行。对于静态拉伸变形试验,各国标准都有自己的规定。在此不一一赘述,一般采用10%~20%的伸长率。对于动态拉伸变形试验,动态频率为0.5±0.025H z,伸长率为0~10%之间循环(A STM规定为0~25%±5%)。

(6)臭氧化空气的流速流量臭氧很不稳定,会自行分解,与橡胶试样作用时也会消耗一部分,为了供给补充新鲜的臭氧和保持试验浓度、温度的均匀,在箱内应连续不断地通入臭氧化空气。各国标准对臭氧化空气的平均流速也不同,流速还应与老化箱的体积有关,臭氧化空气的流速流量一般控制在每小时的流量约为容积的2~5倍。

四、评价指标和方法

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