橡胶密封件的氙灯老化测试是评估其在长期光照、温度、湿度等环境因素下耐候性能的重要手段,以下从测试原理、标准依据、测试流程、关键指标及影响测试结果的因素展开分析:
一、测试原理氙灯老化测试通过模拟自然光中的紫外线、可见光和红外线,对橡胶密封件进行加速老化。氙灯发出的光谱与太阳光相似,可快速再现橡胶材料在自然环境中长时间暴露于日光下的老化过程,从而在较短时间内评估其性能变化。
二、测试标准依据国际 标准:
ISO 4892-2:规定了使用氙灯进行加速老化测试的程序,适用于塑料、橡胶等材料的辐照试验。
ASTM G155:侧重于人工天气化测试,确保测评的科学性和有效性。
国家标准:
GB/T 7762:涉及橡胶材料的老化试验方法。
GB/T 12831:规定了硫化橡胶人工气候(氙灯)老化试验方法,涵盖测试方法、条件、结果评估等方面。
GB/T 16776:针对汽车用橡胶密封材料耐老化性能,规定了具体的测试项目、条件和评定方法。
GB/T 16422.3-2014:规定了氙灯老化试验的具体操作步骤、试验参数和评估方法,确保测试结果准确可靠。
三、测试流程样品准备:
选取具有代表性的橡胶密封件样品,根据标准要求或测试目的,将样品制成特定形状和尺寸,如片状、条状等,并进行标记和编号。
样品表面应光滑,无划痕、破损、污渍等缺陷,避免因表面不平整引起测试误差。
设备调试:
对氙灯老化试验箱进行预热和调试,确保光照强度、温度、湿度等参数正常。
根据测试标准,设定合适的光照强度(如550W/m²左右)、温度(通常在25°C至70°C之间)、湿度(控制在20%至90%之间)等条件。
安装样品:
将样品安装在试验箱内的样品架上,确保样品均匀暴露于光照下,避免相互遮挡。
启动试验:
开启氙灯老化试验箱,开始老化测试。老化周期根据产品使用环境和要求而定,一般为96小时至2000小时。
观察记录:
定期检查样品外观变化,如颜色变化、表面裂纹、剥落等,并记录损伤情况。
使用硬度计、拉力试验机等仪器设备,监测样品的硬度、拉伸强度、扯断伸长率等性能指标变化。
结束测试与分析:
达到预定测试时间后,取出样品,进行全面的性能测试和分析。
与未老化的样品进行对比,评估橡胶密封件在氙灯老化条件下的性能变化,如计算拉伸强度保留率、断裂伸长率变化率、颜色差异等指标,判断其耐候性是否满足要求。
四、关键测试指标外观变化:观察橡胶密封件表面是否有褪色、变色、粉化、龟裂、变模糊、脆化等现象。
物理性能变化:测试拉伸强度、断裂伸长率、硬度等,评估材料的机械性能变化。
化学性能变化:通过红外光谱、色谱等手段分析材料的分子结构变化。
密封性能变化:评估老化后橡胶密封件的密封效果,如压缩永 久变形率、回弹率等。
五、影响测试结果的因素光照强度:较强的光照强度会加速橡胶的老化过程,使橡胶更快出现性能下降和外观变化。不同橡胶材料对光照强度的敏感程度可能不同。
温度:升高温度会使橡胶分子运动加剧,加速老化反应。高温还可能导致橡胶材料发生热降解,影响性能。
湿度:湿度会促使橡胶材料发生水解、吸湿等现象,加速老化。高湿度环境下,橡胶更易受水分侵蚀,导致性能变差。
试验时间:延长试验时间,橡胶样品受到氙灯照射和环境因素影响的累积效应增加,老化程度加重。但过长的试验时间可能导致样品过度老化,与实际使用情况的相关性降低。
橡胶种类和配方:不同种类的橡胶材料具有不同的化学结构和性能特点,其耐候性存在差异。橡胶的配方(如添加的填料、助剂等)也会影响其耐候性。