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橡膠制品裂紋原因分析、X拍片分析單位-廣州

上一篇 / 下一篇 2018-02-01 15:25:21/ 個人分類：塑膠、塑料檢測

引起橡膠塑料老化的原因有： a）氧、氧在橡膠塑料中同橡膠塑料分子發生游離基鏈鎖反應，分子鏈發生斷裂或過度交聯，引起橡膠塑料性能的改變。氧化作用是橡膠塑料老化的重要原因之一咨詢扣二三一五四一四零零三。 B）臭氧、臭氧的化學活性氧高得多，破壞性更大，它同樣是使分子鏈發生斷裂，但臭氧對橡膠塑料的作用情況隨橡膠塑料變形與否而不同。當作用于變形的橡膠（主要是不飽和橡膠）時，出現與應力作用方向直的裂紋，即所謂“臭氧龜裂”；作用于變形的橡膠時，僅表面生成氧化膜而不龜裂。 C）熱：提高溫度可引起橡膠的熱裂解或熱交聯。但熱的基本作用還是活化作用。提高氧擴散速度和活化氧化反應，從而加速橡膠塑料氧化反應速度，這是普遍存在的一種老化現象——熱氧老化。 D)光：光波越短、能量越大。對橡膠塑料起破壞作用的是能量較高的紫外線。紫外線除了能直接引起橡膠分子鏈的斷裂和交聯外，橡膠塑料因吸收光能而產生游離基，引發并加速氧化鏈反應過程。經外線光起著加熱的作用。光作用其所長另一特點（與熱作用不同）是它主要在橡表面進生。含膠率高的試樣，兩面會出現網狀裂紋，即所謂“光外層裂”。 E)機械應力：在機械應力反復作用下，會使橡膠分子鏈斷裂生成游離荃，引發氧化鏈反應，形成力化學過程。機械斷裂分子鏈和機械活化氧化過程。哪能個占優勢，視其所處的條件而定。此外，在應力作用下容易引起臭氧龜裂。 F)水分：水分的作用有兩個方面：橡膠塑料在潮濕空氣淋雨或浸泡在水中時，容易破壞，這是由于橡膠中的水溶性物質和清水荃團等成分被水抽提溶解。水解或吸收等原因引起的。特別是在水浸泡和大氣曝露的交替作用下，會加速橡膠塑料的破壞。但在某種情況下水分對橡膠塑料則不起破壞作用，甚至有延緩老化的作用。 G)其它:對橡膠塑料的作用因素還有化學介質、變價金屬離子、高能輻射、電和生物等.

二、橡膠老化檢測橡膠老化測試

橡膠的臭氧老化與其他因素所產生的老化有所不同，主要有如下表現。

(1)橡膠的臭氧老化是一種表面反應，未受應力的橡膠表面反應嘗試為10-40個分子厚，或(10~50)*10-6次方mm厚。

(2)未受拉伸的橡膠暴露在O3環境中時，橡膠與O3反應直到表面上的雙鍵完全反應完后終止，在表面上形成一層類似噴霜狀的灰色硬脆膜，使其失去光澤。受拉伸的橡膠在產生臭氧老化時，表面要產生臭氧龜裂，但通過研究認為，橡膠的臭氧龜裂有一臨界應力存在，當橡膠的伸長或所受的應力低于臨界值時，在發生臭氧老化時是不會產生龜裂的，這是橡膠的固有特性。

(3)橡膠在產生臭氧龜裂時，裂紋的方向與受力的方向垂直，這是臭氧龜裂與光氧老化致龜裂的不同之處，介應當注意，在多方向受到應力的橡膠產生臭氧老化時，所產生的臭氧龜裂很有難看出方向性，與光氧老化所產生的龜裂相似。

老化是橡膠等高分子材料中存在的一種較為普遍的現象，它會使橡膠的性能劣化，影響橡膠制品的使用價值及使用壽命，橡膠防護體系是延緩橡膠的老化，延長制品的使用壽命。橡膠防護體系主要是防老劑，防老劑型按作用原理可分為化學防老劑和物理防老劑；按防護的目標分為抗氧劑、護臭氧劑、光屏蔽劑、金屬鈍化劑等，也可按化學結構進行分類。

(1)橡膠老化的現象：生膠或橡膠制品在加工、貯存或使用過程中，會受到熱、氧、光等一干二凈因素的影響而逐漸發生物理及化學變化，使其性能下降，并喪失用途，這種現象稱為橡膠的老化。橡膠老化過程中常常會伴隨一些顯著的現象，如在外觀上可以發現長期貯存的天然橡膠變軟、發黏、出現斑點；橡膠制品有變形、變脆、變硬、龜裂、發霉、失光及顏色改變等。在物理性能上橡膠有溶脹、流變性能等的改變。在力學性能上會發生拉伸強度、斷裂伸長率、沖擊強度、彎曲強度、壓縮率、彈性等指標下降。

(2)橡膠老化的原因：橡膠發生老化現象源于其長期受熱、氧、光、機械力、輻射、化學介質、空氣中的臭氧等外部因素的作用，使其大分子鏈發生化學變化，破壞了橡膠原有化學結構，從而導致橡膠性能變壞。導致橡膠發生老化現象的外部因素主要有物理因素、化學因素及生物因素。物理因素包括熱、光、電、應力等；化學因素包括氧、臭氧、酸、堿、鹽及金屬離子等；生物因素包括微生物(霉菌、細菌)、昆蟲(白蟻等)。這些外界因素在橡膠老化過程中，往往不是單獨起作用，而是相互影響，加速橡膠老化進程。如輪胎胎側在使用過程中就會受到熱、光、交變應力和應變、氧、臭氧等多種形式因素的影響。

不同的制品在不同的使用條件下，各種因素的作用程度不同，其老化情況也不一樣。即使同一制品，因使用的季節和地區不同，老化情況也有區別。因此，橡膠的老化是由多種因素引起的綜合的化學反應。在這些因素中，最常見且最重要的化學因素是氧和臭氧；物理因素是熱、光和機械應力。一般橡膠制品的老化均是由它們中的一種或幾種因素共同作用的結果，最常見的熱氧老化，其次有臭氧老化、疲勞老化和光氧老化。

三、橡膠材料以及橡膠制品防老化方法總結

橡膠塑料老化的防護方法：隨著橡膠的老化進程，橡膠性能逐漸下降，其使用價值也逐步喪失。因此，研究的老化及防護方法有著極為重要的實用和經濟意義。由于橡膠的老化是一種復雜的綜合化學反應過程，而且要絕對防止橡膠老化的發生是不可能的。因此，只有認真的研究導致橡膠發生老化的各種原因，并根據這些原因對癥下藥，采取適當的措施，延緩橡膠老化的速度，從而達到延長橡膠使用壽命的目的。由于導致橡膠制品老化的因素各不相同，因而應根據不同的老化機理采取相應的防老化措施，主要有物理防護及化學防護法。物理防護法是指盡量避免橡膠與各種老化因素相互作用，如采用橡塑共混、表面鍍層或處理、加光屏蔽劑、加石蠟等。化學防護法是指主動加入物質來防止或延緩橡膠老化反應繼續進行，如加入胺類或酚類化學防老劑。

防老化主要是從減少硫化橡膠的高分子鏈上的不飽和雙鍵為主，比如，用一些支鏈改性，利用特殊的化學反應，使不飽和鍵飽和，從而使分子結構的層面予以提高耐老化能力，延緩老化并延長其使用壽命。

其次是在橡膠，塑料等加工過程中添加防老劑，比如，在硫化橡膠的配方中添加紫外線穩定劑，防霉劑，熱穩定劑等，添加防止臭氧或氧氣引起老化的抗氧劑。

再次，還可以用增加涂層和防護膜的物理防護的方法，如浸凃防老化劑溶液，涂漆，鍍金屬等。

四、橡膠檢測項目

物理機械性能：密度硬度表面電阻率介電性能拉伸性能沖擊性能撕裂性能壓縮性能粘合強度耐磨性能低溫性能回彈性能

老化性能：熱老化臭氧老化紫外燈老化鹽霧老化氙燈老化碳弧燈老化鹵素燈老化

耐液體性能：潤滑油汽油機油酸堿有機溶劑耐水

燃燒性能：垂直燃燒酒精噴燈燃燒巷道丙烷燃燒煙密度燃燒速率有效燃燒熱值總煙釋放量

適用性能：耐液壓脈沖試驗導電性能水密性氣密性

適用產品：輪胎護舷鞋底止水帶密封圈輸送帶橡膠軟管電纜電線汽車內飾建筑材料快速消費品膠輥橡膠板材醫療衛生橡膠制品橡膠減壓制品橡膠減震制品等

生膠檢測項目：

膠種評定：揮發份灰分拉伸強度定伸強度

生產參數：門尼粘度、熱穩定性、剪切穩定性、硫化曲線、門尼焦燒時間

適用產品：天然橡膠硅橡膠丁苯橡膠丁腈橡膠乙丙橡膠聚氨酯橡膠丁基橡膠氟橡膠順丁橡膠氯丁橡膠異戊橡膠聚硫橡膠氯磺化聚乙烯橡膠聚丙烯酸酯橡膠其它橡膠。

五、塑料老化檢測塑料老化測試

塑料老化是指塑料在加工、貯存和使用過程中，由于受內外因素的綜合作用，其性能逐漸變壞，以致最后喪失使用價值的現象。老化是一種不可逆的變化，它是材料的通病。

塑料老化原因發生老化的原因主要是由于結構或組分內部具有易引起老化的弱點，如具有不飽和雙鍵、支鏈、羰基、末端上的羥基，等等。外界或環境因素主要是陽光、氧氣、臭氧、熱、水、機械應力、高能輻射、電、工業氣體（如二氧化碳、硫化氫等）、海水、鹽霧、霉菌、細菌、昆蟲，等等。5.28-6

尋找老化原因的手段常見的老化測試主要有光照老化、濕熱老化、熱風老化、高低溫試驗、鹽霧腐蝕、臭氧老化、熱氧老化試驗、埋地土壤腐蝕試驗、液體介質老化試驗、用戶特定條件老化試驗等。　　

老化測試是模擬產品在現實使用條件中涉及到的各種因素對產品產生老化的情況進行相應條件加強實驗的過程。

六、塑料測試項目
機械性能熱學性能電學性能
外觀檢查燃燒性表面電阻率
斷裂伸長率 UL94燃燒性/阻燃性體積電阻率
彎曲模量失重溫度（熱降解特性）耐電壓
懸臂梁缺口沖擊強度玻璃化轉變溫度（Tg）擊穿電壓
尺寸穩定性玻璃化轉變溫度（Tg）介質損耗角正切值
拉伸模量熱膨脹系數介電常數
抗彎曲橡膠脆化溫度
簡支梁缺口沖擊強度熱變形溫度
光澤維卡軟化溫度
拉伸強度熔融指數
落錘沖擊試驗導熱系數（熱流法）
邵氏硬度（A型/D型）熱阻（熱流法）
密度彈性模量
伸長率