橡胶寿命预测研究方法.pdf

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1、科技创新与应用2012年8月（中）科技创新橡胶寿命预测研究方法曲明哲（沈阳产品质量监督检验院，辽宁沈阳110022）摘要：本文简要介绍了橡胶老化的原因，详细介绍了橡胶寿命预测的方法，并对于橡胶寿命预测方法进行了讨论，并介绍了现行国标GB/T20028-2005对橡胶寿命预测的规定和指导性意见，最后对于橡胶寿命预测的发展方向进行了展望。关键词：橡胶老化；寿命；预测橡胶原产于橡胶树，古时候人们就从橡胶树上取得胶乳，制成较准确的数学公式[10]如下：
各种简易的生活用具，如盛水器等；随着科学技术的发展，

2、出现了合f()PBexp(Kt)（3）成橡胶，于是橡胶就分成两类，产于橡胶树的叫天然胶，工业合成的式中：B，α-与温度无关的常数；K-速率常数；t-时间叫合成胶，而合成胶由于合成原料的不同，又分为氯丁橡胶、硅橡胶2.5变量折合法[11-12]等许多种。由于橡胶制品弹性好，强度高，易加工等特点，橡胶制品变量折合法是一种数学作图法，通过任意两个时间点、温度点已广泛应用于各个领域，比如民用、工业、工程、军工等。应用在这些的数据，可以计算出公式2中的b值，然后再将通过公式将高温的领域中的橡胶制品起着密封

3、、减震等重要作用，我国早在上世纪九数据转化成常温的数据，从而得出寿命时间。前苏联以将此方法标十年代就开始对橡胶密封制品生产企业进行生产许可证制度，严格准化作为检验橡胶寿命和性能变化的方法。要求企业持续、稳定生产质量合格产品，以保证人们生命、财产的安2.6数学模型法全。然而，作为一种高分子材料，橡胶制品特别易老化，而且老化后数学模型法就是利用不同的理论建立不同的数学模型，然后用的橡胶将极大的损失其作为优点的弹性、强度等性能。因此了解橡实验数据来计算寿命的方法，目前大多数的数学模型法还不成熟，胶的老化

4、机理，确定橡胶制品的大概使用年限和储存时间，对于保没有应用于实际工作中。近年来，由于计算机的迅猛发展，基于BP障人们生命、财产安全有着重要的意义。人工神经网络橡胶老化预报、寿命预测的技术逐渐兴起[13]。1橡胶老化的原因：3对于寿命预测方法的讨论第一、橡胶老化的内因。橡胶材料本身结构上的弱点，如化学组目前，每种寿命预测方法都有其局限性，实验容易操作的方法，成（高分子链的组成元素）、分子链结构（分子链的长度、构象及有机准确度差些，准确度好的实验又难操作，因此在实际的科研工作中，基团在链上的分布）、物

5、理结构（结晶性、玻璃化温度及卷曲程度）；选择合适的方法是很重要的。现在的寿命预测方法，有两个比较重加工后橡胶中产生的新弱点（高分子链断裂及氧化等）；添加剂如抗要的理想性假设，一是，橡胶制品发生的老化主要以热氧老化为主，氧剂、增塑剂、交联剂及有机溶剂等对材料的影响。第二、橡胶老化其它的因素忽略不计，二是，橡胶制品所处的环境是理想的，温度、的外因：气候环境（氧气和臭氧的作用，气温和相对湿度的影响）和湿度等外界因素是恒定的。所以，现在的寿命预测方法大多数是针成型加工条件（模压、挤出等）[1]。对橡胶制品

6、的储存寿命预测，而不是使用寿命的预测。不同的橡胶科学家通过对橡胶自然老化的研究发现，氧气的作用是橡胶老制品的使用环境不同，如果对使用寿命进行预测，就必须进行使用化的主要因素[2]。但是橡胶自然老化的周期过长，即使有研究结果，环境的模拟实验，这无疑是一个浩大的工程。因此，目前为止，国内对橡胶制品的实际使用也没有意义，因此，通过加速老化的方法对还没见到橡胶制品相关的使用环境模拟的数据报道。橡胶老化性能进行研究[3-6]，为橡胶的寿命预测提供了理论基础和理国标《GB/T20028-2005硫化橡胶或热塑

7、性橡胶应用阿累尼鸟论数据。斯图推算寿命和最高使用温度》，给出了在进行寿命预测工作时的2橡胶寿命预测方法指导，标准中明确规定了临界值应选择原始值的50%，这与许多科2.1时间———温度叠加的寿命预测模型[1]研工作中选择临界值为原始值的25%是不同的。因为橡胶寿命预测时间———温度叠加的寿命预测模型的原理是时温等效原理，即在实际工作中影响因素过多，所以该国标没有过多的对实验过程进高聚物的同一力学松弛现象可以在较高的温度、较短的时间（或较行规定，只是一个指导性的标准，因为它的理论基础仍然是阿累尼高的作

8、用频率）观察到，也可以在较低的温度下、较长时间内观察乌斯方程，所以它也是一个理想化的标准，如果用来计算使用寿命，到。因此，升高温度与延长观察时间对分子运动是等效的，对高聚物必须考虑到使用的橡胶制品使用的环境，对结果加以修正。的粘弹行为也是等效的。由此理论最终得到的数学计算公式如下：4橡胶寿命预测的发展方向Ea11对于橡胶寿命预测，发展的方向将会以使用寿命为主，了解橡a=exp[(-)]
RTrT（1）胶的实际的使用寿命，可以最大限度的发挥橡胶制品的作用，起到式中αT-平移因子；Ea