橡膠產(chǎn)品到底需不需要進行熱老化測試
發(fā)布時間:2025-07-30 16:30:03
橡膠產(chǎn)品到底需不需要進行熱老化測試
一、為什么橡膠產(chǎn)品需要熱老化測試?
橡膠是高分子彈性材料,其性能(如彈性、強度、硬度)高度依賴分子鏈結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,而溫度是導致橡膠老化的最關(guān)鍵因素:
-
熱氧老化的必然性:橡膠在高溫下會加速與氧氣反應(yīng),導致分子鏈斷裂(變軟、發(fā)黏)或過度交聯(lián)(變硬、變脆),最終失去使用性能。例如,汽車密封條在發(fā)動機艙長期受高溫烘烤,若未經(jīng)過熱老化測試,可能 3-6 個月就出現(xiàn)開裂、密封失效。
-
性能衰減的隱蔽性:橡膠老化是漸進過程,常溫下可能短期內(nèi)無明顯變化,但高溫環(huán)境會加速這一過程(遵循 “溫度每升高 10℃,老化速率加快 1-2 倍” 的大致規(guī)律)。僅通過常溫測試無法預(yù)判長期使用后的性能穩(wěn)定性。
-
行業(yè)標準的普遍性要求:幾乎所有橡膠相關(guān)的國際 / 國內(nèi)標準(如 ISO 188、GB/T 3512、ASTM D573)都將熱老化測試作為核心指標,用于評估產(chǎn)品的耐熱等級(如 EPDM 橡膠耐 120℃、硅橡膠耐 200℃以上)。
-
高溫環(huán)境下使用的橡膠產(chǎn)品
-
典型場景:汽車發(fā)動機密封圈(工作溫度 80-150℃)、電飯煲密封圈(100-120℃)、工業(yè)管道墊片(常接觸高溫介質(zhì))等。
-
測試目的:驗證產(chǎn)品在長期高溫下是否保持密封、耐油、抗撕裂等關(guān)鍵性能。例如,汽車行業(yè)要求密封圈經(jīng) 150℃×1000 小時老化后,硬度變化≤±15 Shore A,拉伸強度保持率≥80%。
-
長期使用的橡膠制品
-
典型場景:建筑用防水卷材(需耐候 10-20 年)、電纜絕緣層(設(shè)計壽命 20-30 年)、橋梁支座橡膠墊等。
-
測試邏輯:通過加速熱老化試驗(如 70℃×1000 小時模擬常溫 5-10 年老化),提前預(yù)判產(chǎn)品的使用壽命,避免過早失效導致安全事故(如橋梁支座老化引發(fā)結(jié)構(gòu)風險)。
-
安全相關(guān)的橡膠部件
-
典型場景:醫(yī)療器械中的橡膠導管(需耐受滅菌高溫)、航空航天密封件(極端溫度波動)、兒童玩具的橡膠部件(避免老化后釋放有害物質(zhì))。
-
強制要求:這類產(chǎn)品受嚴格法規(guī)約束(如醫(yī)療器械的 ISO 10993、玩具的 EN 71),熱老化測試是上市前的必備環(huán)節(jié),需驗證老化后無開裂、無有害物質(zhì)析出。
-
新材料 / 新配方的驗證
-
橡膠生產(chǎn)企業(yè)在開發(fā)新配方(如添加抗氧劑、耐熱劑)時,必須通過熱老化測試對比性能提升效果。例如,在天然橡膠中加入 2% 的防老劑 RD,需通過 100℃×72 小時老化測試,確認拉伸強度下降率從 30% 降至 10% 以內(nèi)。
-
短期一次性使用的橡膠制品
-
例如:一次性醫(yī)用手套(使用時間 < 1 小時)、臨時密封用的橡膠塞(使用周期 < 1 個月)。這類產(chǎn)品因暴露時間短,熱老化對性能影響極小,可僅做常規(guī)性能測試(如拉伸強度、扯斷伸長率)。
-
極低溫度環(huán)境下的產(chǎn)品
-
若橡膠產(chǎn)品長期在 - 20℃以下環(huán)境使用(如冷藏設(shè)備密封條),高溫老化風險極低,可側(cè)重低溫脆性測試,而非熱老化測試。但需注意:若產(chǎn)品存在周期性溫度波動(如從冷藏到室溫),仍需評估短期高溫對老化的影響。
-
已有成熟驗證的標準化產(chǎn)品
-
對于批量生產(chǎn)的標準化橡膠件(如通用 O 型圈,已通過長期市場驗證),若配方、工藝未變更,可按批次抽檢熱老化性能(而非每批全測),平衡質(zhì)量控制與成本。