探秘橡胶老化:原因、现象与试验方法全解析
作者:总管理员 发布于:2025-05-17 08:00:00 点击量:650
在现代社会,从汽车轮胎、密封垫圈,到日常使用的手机按键、厨房防滑垫,再到航空航天领域的关键部件,橡胶凭借其卓越的弹性,满足了各个行业的多样化需求,成为国民经济和科技发展中举足轻重的高分子材料。

但你有没有发现,家里的橡胶手套放久了会变得黏糊糊,汽车轮胎使用一段时间后表面出现了细小的裂纹,就连我们小时候玩的橡皮筋,用久了也会失去弹性,拉不长还容易断?这些现象的背后,其实都是橡胶老化在 “捣鬼”。今天,我们就一起来揭开橡胶老化的神秘面纱,看看它究竟是怎么一回事。
一、什么是橡胶老化?
简单来讲,橡胶老化就是橡胶“衰老”的过程。生胶或者橡胶制品在加工、存放以及使用的过程中,会受到光、热、氧、应力等外界因素的影响,橡胶内部就会发生物理和化学变化。这些变化会让橡胶的性能越来越差,最后没办法再发挥它原本的作用,这就是橡胶老化。

假如将橡胶比喻成一把伞。新伞的伞面防水性很好,骨架也很结实,可以遮风挡雨。但如果这把伞长期暴露在阳光下、淋了雨又没及时晾干,时间久了,伞面的防水层就会失效,变得不再防水,伞骨也会生锈、变脆,容易折断。橡胶老化也是同样的道理,外界的各种因素就如同阳光和雨水,不断侵蚀着橡胶,让它失去原有的“活力”。
二、老化现象大揭秘
1.外观变化:橡胶老化过程中,外观上的变化最易察觉。如天然橡胶长期存放后,会变软、发黏,表面出现斑点。而常见的橡胶制品,比如鞋底,老化后会变形,原本平整的鞋底变得凹凸不平;还会变脆、变硬,一弯折就容易出现裂纹。有的橡胶制品表面还会发霉,失去原本的光泽,颜色也会变得暗沉无光。
2.物理性能改变:除外观变化外,橡胶的物理性能也会发生改变。其中比较明显的就是溶胀现象,就像海绵会吸水一样,橡胶在某些环境下也会吸收周围的物质,导致体积变大。同时,原本良好的流动性也会变差,变得难以加工和使用。
三、老化的幕后黑手
1.物理因素:光、热、电、应力等物理因素都可能导致橡胶老化。夏季高温天气,汽车轮胎在户外长时间暴晒再加上承载重量,在热和应力双重作用下,会加速老化。同理,电线的橡胶绝缘层在电流及其产生的热量作用下,也会加快老化进程,产生安全隐患。
2.化学因素:氧、臭氧、酸、碱、盐及金属离子等对橡胶的老化影响也很大。氧是我们生活中最常见的物质之一,它无时无刻不在和橡胶发生反应,慢慢地侵蚀橡胶。臭氧虽然在空气中含量较少,但它的氧化性很强,对橡胶的破坏作用不容小觑。在一些化工企业附近,环境中可能含有酸、碱等化学物质,附近的橡胶制品就更容易老化。金属离子也会加速橡胶的老化,如铜离子,它能催化橡胶的氧化反应,让橡胶更快地失去原有性能。
3.生物因素:微生物(霉菌、细菌)和昆虫(白蚁等)也会参与到橡胶老化的过程中。在阴暗潮湿的环境中,橡胶制品容易滋生霉菌,霉菌会分泌腐蚀性的物质加速橡胶老化。
以上因素往往同时存在、互相影响,使橡胶老化速度更快。例如轮胎,在使用过程中既要承受光和热的作用,又要经受交变应力和应变,同时还会接触到空气中的氧和臭氧,多种因素叠加在一起,大大加快其老化进程。
四、常用老化试验方法解读
1.热氧老化测试:将橡胶样品放在高温、高氧气浓度的环境里,模拟橡胶在实际使用中可能遇到的高温和氧化因素,通过橡胶物理机械性能、轮胎室内性能的变化,来评估它的性能和使用寿命。
公司拥有多台知名品牌层流型、重力对流型热空气老化设备。可以依据标准ISO 188、GB/T 3512对样品的老化前后性能(如拉伸强度、硬度)变化进行测试,以评估耐热性。通过分析它们的变化趋势,就能预测橡胶在实际使用中的寿命。例如,将某橡胶样品放入高温、高浓度氧气环境里,经过一段时间后,发现拉伸强度下降得很快,这就说明此橡胶在高温、有氧的环境下,性能不稳定,使用寿命较短。
恒温恒湿试验机

2.臭氧老化测试:橡胶材料在臭氧环境中,表面与臭氧反应生成臭氧化物,在应力(如拉伸)或温度变化下分解产生裂纹,导致力学性能下降直至失效。臭氧老化试验通过模拟实际臭氧浓度与应力条件,评估橡胶制品的耐久性,为产品设计优化提供依据。
公司拥有英国SATRA(莎楚)HE903臭氧老化试验箱,可以依据GB/T 7762、GB/T 11206、ISO 1431、ASTM D1149等标准进动态、静态臭氧老化试验。依据标准对比表面龟裂程度、力学性能变化,评估材料耐臭氧的能力。
臭氧老化实验箱

3.疲劳老化测试:橡胶的疲劳老化是指在交变应力或应变的作用下,橡胶的物理机械性能逐渐变差,最后失去使用价值。疲劳老化测试就是模拟这种受力情况,来检测橡胶的疲劳老化性能。
公司拥有伸张疲劳试验机、德墨西亚疲劳试验机等设备可依据GB/T 1688、GB/T 13934对橡胶样品进行反复的拉伸或弯折等疲劳试验。通过橡胶材料伸张情况、裂口增长、裂口等级情况,结合动态疲劳加载与多维度老化模拟,可系统性评估橡胶制品在实际工况下的性能退化规律。
高温伸张疲劳试验机

五、总结
