橡膠密封材料抗老化性能研究與氙燈加速試驗方法

引言
橡膠密封件廣泛應用于建筑、汽車及家電行業，其功能性的長期穩定至關重要。然而，橡膠材料對光照，尤其是紫外線極為敏感，容易發生分子鏈斷裂或交聯，導致彈性喪失、硬化、龜裂及密封性能下降。氙燈老化試驗箱能夠有效模擬太陽光、熱量和潮濕對橡膠的綜合老化效應，是評估其耐久性的重要工具。

核心試驗方案設計
本方案重點關注橡膠材料的光氧老化和熱氧老化。

1. 光源與輻照度控制：使用氙燈，光譜范圍涵蓋295nm至800nm。將輻照度控制在0.55 W/m2 @ 340nm，以模擬戶外夏季強光條件，加速老化進程。

2. 試驗循環條件：

• 基礎循環：持續光照，黑板溫度設定為65℃±2，箱內相對濕度為65%±5。較高的濕度有助于加速某些橡膠的水解反應。

• 間歇噴淋：為避免樣品表面過熱并模擬雨淋的冷卻與侵蝕效應，可在每60分鐘光照內，插入5分鐘的噴淋。

3. 性能評估指標：

• 物理性能：定期取樣，測試其拉伸強度、拉斷伸長率及硬度的變化。拉斷伸長率的下降是橡膠老化脆化的敏感指標。

• 微觀結構：可通過紅外光譜分析，檢測材料表面氧化產物的生成，了解老化機理。

• 功能性：對于密封件，可設計專門的工裝，在老化試驗后測試其壓縮永·久變形率和密封力衰減。

結論
該氙燈老化試驗方案能夠較好地再現橡膠密封材料在真實環境中因光、熱、濕氣共同作用而導致的老化行為。通過量化關鍵性能參數的衰減，可以為改進橡膠配方、延長產品使用壽命提供明確的數據支持。