一、臭氧老化試驗測試標(biāo)準(zhǔn)
臭氧是大氣中含量極其稀少的氣體之一,但它卻是對橡膠(特別是對含雙鍵的橡膠)有破壞性的老化因素。臭氧具有很高的活性,它的穩(wěn)定性比氧分子小得多,其分解生成的原子態(tài)氧的活性比氧分子高得多,所以很容易與橡膠發(fā)生化學(xué)作用,從而引起橡膠的老化,在橡膠表面出現(xiàn)明顯的裂紋,產(chǎn)生所謂的臭氧龜裂。臭氧老化試驗測試標(biāo)準(zhǔn):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、測試設(shè)備
以德國Argentox生產(chǎn)的臭氧老化機為例簡要說明其技術(shù)參數(shù)。儀器型號:(3M R·O R V L·140)溫度范圍:23~90~C濕度范圍:10%~90%R H臭氧濃度:0~10一測試箱內(nèi)流動速度:8—600m m/s或更低新鮮空氣流速:25L/m i n總功率:2kW。
三、試驗條件
臭氧老化的試驗方法,就是將橡膠試樣在靜態(tài)或動態(tài)應(yīng)變條件下置于含一定濃度的臭氧和溫、濕度的環(huán)境中曝露,觀測試樣性狀的變化,以評價橡膠的耐臭氧老化性能,并以此為依據(jù)制定積極的防護措施。提高高分子材料制品的使用壽命。
(1)試樣
臭氧老化試驗的樣品形狀規(guī)格,主要是根據(jù)材料選用的評價指標(biāo)或制品要求來確定的。以試樣的外觀龜裂變化來評價,采用長條矩形試片:寬度不小于10r a m;厚度為2.0±0.2m m。以拉伸性能為老化評價指標(biāo)的試驗,一般采用標(biāo)準(zhǔn)啞鈴形的試片。但不管采用哪種試片,都必需具有一個完好無損的表面。
(2)臭氧濃度
試驗采用的臭氧濃度一般是根據(jù)橡膠使用的環(huán)境條件和老化程度來選取的。各國標(biāo)準(zhǔn)中,一般多為(50±5)X 10一,要求低的試驗濃度為(25±5)×10一,要求高的試驗濃度為(100 4-10)X 10或(200±20)X 10一。
(3)溫度
試驗溫度一般是根據(jù)橡膠使用環(huán)境的氣溫和設(shè)備的控溫條件來確定的。ISO規(guī)定適合溫度為40±2℃,也可以采用30±2℃或23±2℃,根據(jù)我國的情況,選取40±2~C。
(4)濕度
臭氧化空氣中的水份多是大氣中帶來的,故有些國家沒有作具體規(guī)定。I SO規(guī)定的相對濕度一般不超過65%,對在潮濕環(huán)境中使用的制品,則要求相對濕度在80%~90%范圍內(nèi)進行試驗。
(5)變形
因為橡膠的臭氧龜裂是在橡膠處于變形狀態(tài)下才能發(fā)生的,所以,臭氧老化試驗時,橡膠應(yīng)在一定的拉伸變形條件下進行。對于靜態(tài)拉伸變形試驗,各國標(biāo)準(zhǔn)都有自己的規(guī)定。在此不一一贅述,一般采用10%~20%的伸長率。對于動態(tài)拉伸變形試驗,動態(tài)頻率為0.5±0.025H z,伸長率為0~10%之間循環(huán)(A STM規(guī)定為0~25%±5%)。
(6)臭氧化空氣的流速流量臭氧很不穩(wěn)定,會自行分解,與橡膠試樣作用時也會消耗一部分,為了供給補充新鮮的臭氧和保持試驗濃度、溫度的均勻,在箱內(nèi)應(yīng)連續(xù)不斷地通入臭氧化空氣。各國標(biāo)準(zhǔn)對臭氧化空氣的平均流速也不同,流速還應(yīng)與老化箱的體積有關(guān),臭氧化空氣的流速流量一般控制在每小時的流量約為容積的2~5倍。
四、評價指標(biāo)和方法
評價橡膠臭氧老化的指標(biāo)有多種,歸納起來主要可分為外觀評價法和物化性能評價法,各國標(biāo)準(zhǔn)也不盡一致。ISO的評價方法規(guī)定用7倍放中鏡觀查試樣表面有無龜裂,記錄裂紋開始出現(xiàn)的時間,判斷試樣的臨界變形和極限臨界變形。JIS的判斷基準(zhǔn)用龜裂數(shù),龜裂大小及深度組合起來表示,具體如表1所示。其他判斷方法不再一一贅述。下面再簡要介紹其他幾個材料老化測試試驗。
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