硅橡胶老化性能研究及寿命预测
硅橡胶密封件随弹贮存老化分析及寿命预估
Ａ ｎ ｌ ｓｓａ ｅ ｉ ｔｏ ｏ ａ ｙ ｉ ｎｄ Ｐｒ ｄ ｃ ｉ ｎ ｆＯｎ－ ｉｓｌ ｔ ｒ ｇ ｆ ｆ ｍ ｓ ｉｅ Ｓ ｏ ａ ｅ Ｌｉｅ ｏ Ｓ ｌｃ ｎｅ ｒ ｂ ｒＳ ａ ｉ ｇ Ｍ ａ ｅ ｉ ｌ ｉｉ ０ — ｕ ｂｅ ｅ ｌｎ ｔ ｒａ
・
１ ・ ６
装
备
环
境
Ｔ
程
仪器设备用的隔热垫 、 密封垫等 ；） ２ 用于密封的Ｏ型
密封件 。
２ Ｏ型密 封 圈硅 橡 胶 材 料加 速 存试 验 方 法 。 ） 拉 伸试 样 ， 一 部 分直 接 作 为 硬度 试 样 。试 样 分 别 另 置 于 ９ ，０ ，１ ，２ ０ １０ １０ １０ｏ Ｃ的高温 环境 试 验箱 中 ， 过 经
橡胶 密封材料 可继续贮存使 用的寿命预估值， 为该型导弹寿命预估提供 了重要理论依据。 关键词 ： 硅橡胶 ； 老化 ； 贮存寿命
中图分 类号 ： Ｇ ６ ． ２ Ｔ ７ ０６ ２ 文 献标 识码 ： Ａ 文章 编 号 ：１７ —９ ４ （０ １ ０ —０ １ — ４ ６ ２ ２ ２ ２ １ ）６ ０ ５ ０
摘要 ： 通过 对 某随 弹贮存 ８ａ 的硅橡 胶 密封 材 料进 行 外观 检 查 、 常规 物理 性 能检 测 、 定压 缩 永久 变形 恒 测试及 加 速 贮存试 验 ， 获得 了橡胶 材料 的各 项物 理性 能 ， 用压 缩 永 久 变形 临界 值 作 为判据 得到 了 ２ 下硅 ５℃
十年 ， 在贮存过程 中往往采用更换密封件等措施进
行延寿 ， 如果能对密封件性能及寿命进行深入分 析， 延长导弹分解周期 ， 则有利于装备性能及战斗力
的保 持 。
收稿 日期 ： ０ １ — ８ ２ １— ０ ０ １
橡胶材料加速老化试验与寿命预测方法研究进展
橡胶材料加速老化试验与寿命预测方法研究进展作者：张昱旻来源：《科学与财富》2018年第31期摘要：橡胶材料作为一种高分子材料，通病是易老化，在使用及贮存过程中，其性能会随着时间的增加而逐渐下降，甚至丧失使用性能。
自从20世纪60年代报道了橡胶制品在使用过程中因老化现象而造成了巨大的经济损失后，人们广泛开展了自然老化和加速老化方法研究。
自然条件下橡胶的老化通常需要几年的时间，因此利用加速老化方法以进行橡胶材料的老化性能研究成为一种切实可行的办法。
关键词：橡胶材料；加速老化试验；寿命预测方法；橡胶作为高分子三大合成材料之一，通病是易于老化，在使用及贮存过程中，其性能会随着时间的增加而逐渐下降，甚至丧失使用性能，因此橡胶件是影响装备贮存寿命的薄弱环节。
一、橡胶材料加速老化试验1.橡胶材料加速老化试验方法。
在加速老化试验方法研究方面，人们最为常用的是烘箱加速老化试验、湿热老化试验方法。
曾有人设想利用反应机理和分子结构参数模拟橡胶的贮存和使用条件，直接将计算机作为一个“老化箱”进行老化试验，目前这种方法还存在困难。
1）热空气加速老化试验：橡胶材料在贮存条件下主要是热氧老化，其作用机制是热的作用将加速橡胶材料交联、降解等化学变化，宏观表现出物理机械性能的改变，某些性能与老化时间呈单一变化，如：扯断伸长率、应力松弛系数、压缩永久变形率等。
2）湿热老化试验：湿度会使橡胶试样膨胀，分子链间的空隙增大，暴露出较多的分子弱键，增加分子链的应力；使橡胶中的配合剂易扩散损失，促进含卤素链释放卤化氢；使变价金属起催化活化作用；使含酯、醚、酰胺基团的链发生水解反应；加速臭氧氧化的作用。
2.贮存环境对橡胶老化的影响。
1）温度的影响：橡胶属于高度交联的无定形聚合物，使用环境应保证其处于高弹状态，使用温度须高于玻璃化温度、低于粘流温度及分解温度。
温度升高，高分子链的运动加剧，一旦超过化学键的离解能，就会引起高分子链的热降解或基团脱落，从而使材料的物理性能发生显著改变。
橡胶材料老化机理与寿命预测研究
橡胶材料老化机理与寿命预测研究橡胶材料是我们日常生活中广泛应用的材料，如轮胎、密封制品、管道等等，但是随着时间的推移，橡胶材料会出现老化现象，导致其性能下降，失去原有的功能。
了解橡胶材料老化机理和寿命预测研究对于橡胶材料的使用和生产具有重要意义。
一、橡胶材料老化机理橡胶材料在使用过程中会遭受各种外界因素的影响，导致其材料性能发生变化，出现老化现象。
橡胶材料老化机理可以从以下几个方面进行分析。
1. 氧化老化氧化是导致橡胶老化的主要因素之一。
在空气中含氧量高的环境中，橡胶材料很容易出现氧化现象。
氧化过程中，橡胶分子的长链高分子结构会断裂，并形成一些小分子氧化产物。
2. 光老化使用橡胶材料的环境中可能会有紫外线、紫外线辐射等光源，这些光源能穿透橡胶材料并与其分子发生相互作用。
这些相互作用会导致橡胶材料的分子链结构断裂，从而形成一些小分子氧化产物。
3. 热老化常温下，橡胶材料的长链高分子结构相对稳定，但是当橡胶材料受热作用时，其分子结构会发生变化。
热老化的原因在于分子对热的敏感性，高温会引起橡胶分子的活化，从而使得其细胞结构发生变化。
4. 化学老化在使用橡胶材料过程中，橡胶材料会遭受各种化学因素的影响。
这些化学因素可能是有害物质、油性物质、水、酸、碱等，导致橡胶分子链变化并产生氧化物。
二、橡胶材料寿命预测研究针对橡胶材料的老化现象，科研工作者通过研究橡胶材料寿命预测，找出了一些影响橡胶材料寿命的因素。
1. 贮存条件橡胶材料贮存条件越好，其寿命相对越长。
橡胶材料的贮存温度和湿度对其寿命有很大的影响。
一般而言，橡胶材料要存储在干燥、避光、低温、低湿的环境中。
2. 使用环境橡胶材料在不同的使用环境下有不同的寿命。
在各种外部因素影响下，橡胶材料的寿命也会受到影响。
例如，橡胶管道在被暴露在紫外线和氧化剂等环境中，寿命会比暴露在其他环境下的橡胶管道寿命要短。
3. 橡胶材料类型不同类型的橡胶材料具有不同的寿命。
例如，氟橡胶的耐化学质量很高，该材料能够抵抗多数化学药品的腐蚀，寿命较长。
橡胶材料加速老化试验与寿命预测方法研究进展
橡胶材料加速老化试验与寿命预测方法研究进展摘要：橡胶材料作为一种高分子材料，通病是易老化，在使用及贮存过程中，其性能会随着时间的增加而逐渐下降，甚至丧失使用性能。
自从20世纪60年代报道了橡胶制品在使用过程中因老化现象而造成了巨大的经济损失后，人们广泛开展了自然老化和加速老化方法研究。
自然条件下橡胶的老化通常需要几年的时间，因此利用加速老化方法以进行橡胶材料的老化性能研究成为一种切实可行的办法。
关键词：橡胶材料；加速老化试验；寿命预测方法；橡胶作为高分子三大合成材料之一，通病是易于老化，在使用及贮存过程中，其性能会随着时间的增加而逐渐下降，甚至丧失使用性能，因此橡胶件是影响装备贮存寿命的薄弱环节。
一、橡胶材料加速老化试验1.橡胶材料加速老化试验方法。
在加速老化试验方法研究方面，人们最为常用的是烘箱加速老化试验、湿热老化试验方法。
曾有人设想利用反应机理和分子结构参数模拟橡胶的贮存和使用条件，直接将计算机作为一个“老化箱”进行老化试验，目前这种方法还存在困难。
1）热空气加速老化试验：橡胶材料在贮存条件下主要是热氧老化，其作用机制是热的作用将加速橡胶材料交联、降解等化学变化，宏观表现出物理机械性能的改变，某些性能与老化时间呈单一变化，如：扯断伸长率、应力松弛系数、压缩永久变形率等。
2）湿热老化试验：湿度会使橡胶试样膨胀，分子链间的空隙增大，暴露出较多的分子弱键，增加分子链的应力；使橡胶中的配合剂易扩散损失，促进含卤素链释放卤化氢；使变价金属起催化活化作用；使含酯、醚、酰胺基团的链发生水解反应；加速臭氧氧化的作用。
2.贮存环境对橡胶老化的影响。
1）温度的影响：橡胶属于高度交联的无定形聚合物，使用环境应保证其处于高弹状态，使用温度须高于玻璃化温度、低于粘流温度及分解温度。
温度升高，高分子链的运动加剧，一旦超过化学键的离解能，就会引起高分子链的热降解或基团脱落，从而使材料的物理性能发生显著改变。
因此，温度是贮存试验的主要条件和影响因素之一，它对橡胶的老化有很大影响。
橡胶寿命预测研究方法
符合下面的公式：f (P) B exp( Kt )
[3]李咏今.现行橡胶及其制品贮存期快速测定方法的可靠性研究[J].
lgt-lgt = b( 1 - 1 ) TT
橡胶工业，l994，41(5)：289-296． (2) [4]茆诗松，王玲玲.加速寿命试验[M]．北京：科学出版社，2000．
式中：t-时间；T-温度；B=U/R；U-活化能；R-常数
基团在链上的分布）、物理结构（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、
比较差。
[2]Wise J，Gillen K T．An ultrasensitive technique for testing Arrhe－
2.3 线性关系法[7]
nius extrapolation assumption for thermally aged elas -tomers EJ3．
Dakin 认为电器绝缘有机材料的寿命和温度之间是线性关系， Polymer Degradation and Stability，1995，49：403-418.
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
浅析复合绝缘子硅橡胶材料老化特性
浅析复合绝缘子硅橡胶材料老化特性摘要：作为高压瓷质绝缘子的更新换代产品，硅橡胶复合绝缘子有着耐寒耐热、防水性、电性能好和质量轻等优点，但是硅橡胶复合绝缘子随着工作的时间不断的增加，会出现老化的问题。
它的一些原来优点也会出现较大幅度的变化，其中会出现耐污闪性能力下降、绝缘可靠性和表面憎水性也会降低，这样会对电网的安全产生较大的影响，因此对复合绝缘子的老化特性进行研究有着重要的意义。
关键词：复合绝缘子；老化；憎水性；泄漏电流1前言复合绝缘子作为现代高压线路中的一个重要的组成部分，是替代瓷质绝缘子的优良元件，它可以在一定程度上提高污闪电压，并能极大的缩短线路运行维护时间和停电时间，在供电方面也保持着较大的可靠性。
硅橡胶复合绝缘子主要有着耐污性能优异、清扫维护工作量少、质量轻和弹性好不易碎等特点，这也是硅橡胶复合绝缘子能够成为新一代更换产品的条件。
不过这些优良的特性会随着使用的年限增加而不再成为突出的条件，反而成为威胁电网安全的不良因素，因此研究绝缘子老化问题成为行业中的一大重点。
文章主要通过规程DL/T864—2004复合绝缘子电晕老化试验来对老化特性进行相关分析研究。
2电晕老化实验测试实验所用的试验材料是一种硅橡胶复合绝缘子切片，选取合适的尺寸，并进行电晕老化实验处理。
电晕老化装置中利用的是针板放电原理，紧密均匀排列的钢针作为高压电极，铝板作为地极。
当在装置中通入负极性直流电压，装置会产生相对均匀的电晕放电。
实验对环境有着特殊的要求，需要在密闭的有机玻璃装置进行，相配套的还要可调温度和湿度的显示仪器。
新型硅橡胶复合绝缘子切片进行电晕放电实验的相关参数设定如下表1，实验共分为3组，为了避免实验出现偶然性，提高实验的精准度，每一组有10个实验切片，以一天为一个老化周期，并且每隔一个周期进行特性分析。
2.1憎水性测量利用静态接触角法来进行憎水性实验测试，测量时需要接触角测试仪，并且在利用计算机和数码相机进行数据采集和分析。
硅橡胶老化性能的研究进展
渐 扩大 的裂缝 中 ，并 与 尚未 受到损 害 的硅橡胶 分
子链 反应 ，进一 步破 坏交联 键和交 联 网络 。硅 橡
胶 的 电晕 老化是 一个 电 、化 学反应 共 同作 用 的结 果 ，而与热 效应 无关 。 Ｋ ｕ ｉｉ ．Ｙ ｋｈｒ 人 探讨 了 电 晕放 电对 硅 橡 胶 ｏ等 的老 化作用 及填料 种类 、含 量对硅橡 胶老 化特性
第 １ 期
王韵然等 ．硅橡胶老化性 能的研究进展
当碱存 在 下 ，也 可能存 在 以下反应 ：
一ｓ Ｈ 一 —。一氐 ５ 一 ｃ３ ＜ Ｃ ＼ ／ ＋
一
颜 熹琳等人 发现 ，在相 同压 缩载荷 下 ，硅 橡 胶 泡沫 的泡孔结 构破 坏 的严 重程度 随着 老化温 度 的上 升或 老化 时间 的增加而 加剧 ，这直 接导致 硅 橡胶 泡 沫 材 料 老 化 后 压 缩 永 久 变 形 量 增 大 ；同
关 键 词 ：硅 橡 胶 ，耐 热稳 定性 ， 臭氧 老 化 中 图分 类 号 ：Ｔ ３ ３９ Ｑ３．３ 文献 标 识 码 ：Ａ 文章 编 号 ：１０ ４ ６ （０ １ ０ — ０ ８— ４ ０ ９— ３ ９ ２ １） １ ０ ５ ０
硅橡 胶是 由环状 聚硅 氧烷 开环聚合 而成 的弹 性 体 ，其 分子 主链 由键 能 较 高 （ ５ ． Ｊｍｏ ） ４ ９ ８ｋ／ １ 的硅氧键 （ ｉ ０） 组成 、侧 基 为有 机 基 团 。这 ｓ 一
的影 响 。通 过测量 电晕 放 电过程 中的臭氧浓 度及
时 ，Ｄ Ａ 图谱 表 明 ，高 温 老 化 会 使 硅 橡 胶 泡 沫 Ｍ
材料 的损耗 峰 降低 ，且 玻璃化 转变 温度会 向高 温 区域 移动 。张 凯 则 采 用 加 速 老 化 试 验 方 法 对 硅橡胶 泡沫 材料 的热氧 老化性 能进行 了研 究 ，发 现在应 力存 在下 ，材料 的老化 性能 变化 主要来 源 于 ２方 面 ，一 是硅橡 胶材料 自身的老 化过程 ；二 是硅橡 胶泡 沫材料 内部泡 孔 的变化 。在热 氧老化 过程 中 ，随着 老化 温度 和老化 时问 的增加 ，硅橡
实验室烘箱加速老化下硅橡胶的存储寿命预测
２ 数据处理
橡胶材料在实际的存储 和使用过程 中， 性能变 化 指标 Ｐ与 老化 时间 ｔ 之 间往往 服从 如下 关 系式 ：
Ｐ ： Ａ ｅ － ｋ ｌ ｔ ￣ ， （ １ ）
关系 ， 并对关系式进行外推 ， 得到常温材料存储时的
性能变化速率常数 ， 最终获得硅橡胶材料在室温贮
硅橡胶是一类 以 Ｓ ｉ — Ｏ键 为主链 、 烷基或 乙烯
基 为侧 链 的线性 聚 合物 ， 这种 既有 有机 基 团 、 又 含无
实验室 主要 是 以人 工加 速老 化研 究 为 主。大量 的对 比研究分 析表 明 ， 一定 程度 上 ， 人工 烘 箱加 速 老化 与 材料 自然 老 化 的机 理基 本 一致 一 。现 阶段对 于橡 胶材料老 化寿命 的 预测 主要 是在 高温 下建 立材 料 性 能 变化 与 温 度 的 函数关 系之 后 ， 对 寿命 方程 进 行 外
（ Ｃ ） 不 同 老 化 时 间 硅 橡 胶 的 回
弹性
Ｆ ｉ ｇ ． １ Ｄｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ｓ ｇ ｒ ａ ｐ ｈ ｏ ｆ ｓ ｉ ｌ ｉ ｃ ｏ ｎ ｅ ｒ ｕ ｂ ｂ ｅ ｒ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍａ ｌ ｏ ｘ ｉ ｄ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ａ ｇ ｉ ｎ ｇ
橡胶的力学性能随老化时间的变化情况 ， 并采用数理 统计方法对硅橡胶性能变化较为显著的拉伸强度保
基 金项 目：国防军工环境试验 与观测重点项 目（ Ｈ ０ ９ ２ ０ １ ２ Ｃ ０ ０ ２ ）
２
王荣华 等
实验室烘箱加速老化下硅橡胶的存储寿命预测 庆 四达 试 验 设 备 有 限 公 司 生 产 ） ， 控 温精 度： ± ０ ． １ ｏ Ｃ； 试 验方法按照 国标 Ｇ Ｂ ／ Ｔ ３ ５ １ ２—２ ０ ０ １ ｌ ｏ Ｊ
硅橡胶老化性能研究及寿命预测
０ ２４ ９６ １２０ ３１２
５
５
５ ５
７２０ ４．５６ ３．５ ２．１
４．９ ４．８ ４．９ ４．５ ９ｌ２ ４．ｇｌ ３ １．９
４．８６ ４．７９ ４．３ ３．２ ｌ ０８０ ４．２ ２．７
４．８１ ４．７４ ４．１ ２．８ １ ３２０ ４．Ｏ３ ２．２
间 的函数 ：
‘
Ｆ （Ｐ） ：Ｋｔ
（１）
式 中 ，Ｐ一力 学性 能 ；Ｋ一速率 常数 ； 老化 时间 。
当 Ｐ已确 定 ，例 如 临 界 值 拉 伸 强 度 和 断 裂伸 长
率保持率 ５０％ ，则达到临界值的时间 ｔ是 的函数 ：
２．２．２ 热老 化推算 寿命 １） 临界值 的选择 试 验 中选择 性 能 下 降 到 初 始 值 的 ５０％ 时 为 临界
烘箱 中进 行热 老化 实验 ，实验 过程 中保持样 片 间通风
良好 并受 热均 匀 。
１．４．２ 拉伸 性能 测试
’
从样 条 放 入 烘 箱 开 始 计 算 ，分 别 在 ２４、９６、
１２０１ ３１２ ４０８ ５７６ ７２０ ９１２ １ ０８０ １ ３２０
橡 胶 的实 际使 用 环境 比试验 条件更 为复 杂 ，老化 过程 不仅 仅与 温度有 关 ，所 以为保险起 见 ，要选 取一 定 的 安全 系数 ，通 常选 择 ２＿４ 。 ２．２ 以拉伸 强度 为指 标推算 硅橡胶 寿命 ２．２．１ 拉伸 强度 热老化 实验结 果
中 图分 类号 ：ＴＱ３２０．７７
文 献 标 识 码 ：Ｂ
文 章 编 号 ：１００５—５７７０ （２０１５） ０８－００６１—０４
Ｔｈｅ Ａｇｉｎｇ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ａｎｄ Ｌｉｆｅ Ｆｏｒｅｃａｓｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｉｌｉｃｏｎｅ Ｒｕｂｂｅｒ ＺＨＥＮＧ Ｙｏｕ－ｊｉｎｇ，ＨＵＡＮＧ Ｚｈｅｎｇ—ａｎ，ＬＩＵ Ｌｉ—ｒｏｎｇ
硅橡胶50摄氏度的老化时间
硅橡胶50摄氏度的老化时间全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：硅橡胶是一种常用的弹性材料，具有良好的耐热性、耐寒性和耐候性，在各个领域都有广泛的应用。
即使是如此优秀的材料，也难免会受到老化的影响。
在不同的温度下，硅橡胶的老化速度也会有所不同，今天我们就来探讨一下硅橡胶在50摄氏度下的老化时间。
我们要了解硅橡胶的老化是如何发生的。
硅橡胶的主要成分是聚二甲基硅氧烷，这种材料在长时间的高温环境中会发生氧化反应，导致分子链的断裂和交联结构的破坏，从而降低材料的弹性和耐磨性。
硅橡胶在一定温度下的老化时间可以被用来评估其使用寿命和性能稳定性。
实验表明，硅橡胶在50摄氏度下的老化时间通常在数十至数百小时之间，具体取决于材料的成分和生产工艺。
一般来说，硅橡胶的老化时间随着温度的升高而缩短，因此在高温下使用的硅橡胶产品会比在常温下使用的产品更容易出现老化问题。
而硅橡胶的老化时间还受到环境因素、氧气浓度、光照等多种因素的影响，因此在实际应用中需要根据具体情况进行评估和调整。
为了延长硅橡胶的使用寿命，我们可以采取一些措施来减缓其老化速度。
选择合适的硅橡胶材料，确保其质量和成分符合要求；避免长时间暴露在高温环境下，尽量减少硅橡胶产品的使用温度；定期进行维护和保养，及时更换老化严重的硅橡胶部件；适当的存储条件也非常重要，要避免受潮、受热或受到紫外线照射。
硅橡胶在50摄氏度下的老化时间是一个重要的参考指标，对于保障产品的质量和稳定性至关重要。
通过科学的评估和有效的管理，可以有效延长硅橡胶产品的使用寿命，提高其性能和可靠性，为各行各业的应用提供更好的支持和保障。
希望这篇文章能帮助大家更好地了解硅橡胶的老化特性，为硅橡胶产品的设计和应用提供一些参考和借鉴。
第二篇示例：硅橡胶是一种耐高温、耐寒、耐候性、耐臭氧性等特性的材料，广泛应用于机械、电子、建筑等领域。
虽然硅橡胶有着出色的性能，但是随着时间的推移，它也会受到老化的影响。
本文将探讨硅橡胶在50摄氏度下的老化时间及其影响因素。
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硅橡胶老化性能研究及寿命预测
摘要：采用加速老化试验方法对硅橡胶的热氧老化性能进行了研究，以获得不
同老化温度及老化时间对硅橡胶力学性能的影响规律，并利用Arrhenius方程对
热空气老化环境下的硅橡胶使用寿命做出预测。
结果表明，硅橡胶在热空气中老
化时，随老化温度的升高和老化时间的延长，材料的拉伸强度和断裂伸长率均降低; 分别以拉伸强度和断裂伸长率作为考察指标做出寿命预测，推算出的寿命分
别约为15a和16.4a。
关键词：硅橡胶；老化性能；寿命预测
前言：硅橡胶以线型聚硅氧烷为生胶，通过填充填料并与其他助剂混炼后，
再在一定条件下硫化，得到弹性态的硫化胶。
其主要成分聚硅氧烷是以交替Si-O
为主链、侧链为有机基团的半无机半有机线性高分子，因此，硅橡胶具有许多优
异的性质，硅橡胶兼具有机高分子和无机物的优异性能。
硅橡胶凭借其独特的性能，已广泛应用于社会生产生活中的各个领域，尤其
在国防建设。
尖端科技发展等领域发挥着不可替代的作用。
但由于橡胶在贮存过
程中会逐渐变质，其各项性能会随着时间增加而逐渐下降，甚至失去使用价值。
目前针对材料老化寿命的研究方法使用较多的是通过热空气老化测定橡胶选定性
能的变化及达到指定临界值的时间，并利用Ar-rhenius方程来推算橡胶的贮存寿命。
国家标准GB/T20020-2005详细阐述了应用该方程推算寿命的方法。
本文使用该方法研究了硅橡胶的老化性能，并对硅橡胶使用寿命进行了评估，有利于硅橡胶产品生产过程中改进性能。
改善质量，为硅橡胶交付产品确定保险
期(寿命)，同时为其应用提供实验研究数据参考和理论依据。
1. 硅橡胶的耐热氧老化性
硅橡胶在高温下的老化性能与其分子结构和环境条件密切相关，通常硅橡胶
在高温下发生主链降解和侧基氧化反应。
端基为硅羟基（Si-OH）的硅橡胶的主链断裂降解方式存在；而端基为乙烯基（Si-C=C）的甲基硅橡胶可以采用无规断裂
方式降解，也可以按残余催化剂参与解扣的方式降解。
颜熹等人发现，在相同压缩载荷下，硅橡胶泡沫的泡孔结构破坏的严重程度
随着老化温度的上升或老化时间的增加而加剧，这直接导致硅橡胶泡沫材料老化
后压缩永久变形量增大；同时，张凯则采用加速老化试验方法对硅橡胶泡沫材料
的热氧老化性能进行了研究，发现在应力存在下，材料的老化性能变化主要来源
于2方面，意识硅橡胶材料自身的老化过程；而是硅橡胶泡沫材料内部泡孔的变化。
在热氧老化过程中，随着老化温度和老化时间的增加，硅橡胶泡沫材料的泡
孔结构逐渐破坏一直与丧失，表现为压缩永久变形和硬化趋势的增大。
S.A.Visser
等人发现，在周期应力作用下，随着温度的升高，二甲基硅氧烷和二苯基硅氧烷
共聚弹性体的蠕变随着二苯基硅氧烷含量的增加而下降。
2. 实验部分
2.1实验原料
硅橡胶片: 自制
2.2实验仪器及设备
自然通风老化烘箱: GS101-2，重庆试验设备厂; 微机控制电子万能材料试验机: RGM-3005D，深圳瑞格尔仪器有限公司。
2.3试样制备
将硅橡胶片根据GB/T 528-2009裁成哑铃型试样，制得样片140片，并经过
二次硫化。
2.4性能测试
2.4.1 热老化实验
采用自然通风老化烘箱，分别保持温度 120、150、180、210°C。
将样品分别
放入上述4种温度的烘箱中进行热老化实验，实验过程中保持样片间通风良好并
受热均匀。
2.4.2 拉伸性能测试
从样条放入烘箱开始计算，分别在24、96、120、312、408、576、720、912、1080、1320、1560、1824、2040h测试其拉伸强度和断裂伸长率，直至各温度条
件下，样条的拉伸性能降到初始值的50%，终止实验。
若2040h还未达到50%，
则需要每隔240h再次继续测试。
3. 结果与讨论
3.1热老化寿命推算依据
研究橡胶材料在模拟实验条件下的微观结构变化和宏观性能变化的对应关系
是建立数学模型的基础。
动力学表达式明确后，结合反应速率常数K与Arrhr-nius 方程(式3)，得到P=F(t，T)的表达式(式4)，利用所得实验数据，进行计算处理，
最终拟合得出公式5中各项系数。
在一定温度范围，材料力学性能的变化是老化时间的函数:
同时对橡胶的加速寿命实验做了如下假设: 在试验温度和外推温度范围内，
反应活化能为常数，与温度无关; 反应速率只受温度影响，与其他因素无关。
橡
胶的实际使用环境比试验条件更为复杂，老化过程不仅仅与温度有关，所以为保
险起见，要选取一定的安全系数，通常选择2。
3.2以拉伸强度为指标推算硅橡胶寿命
3.2.1伸强度热老化实验结果
硅橡胶在热空气老化的过程中，拉伸强度的变化见表1，从表1中可以看出，随着老化时间延长，拉伸强度逐渐下降，老化温度越高，性能下降越大，呈规律
性变化。
3.2.2热老化推算寿命
（1）临界值的选择
试验中选择性能下降到初始值的50%时为临界值，并作为材料寿命终止点，
即当初始拉伸强度5MPa降至2.5MPa时为失效点。
（2）硅橡胶试样使用寿命推算
为便于得出达到临界值所需要的时间，根据拉伸强度和老化时间的函数关系
作图，用插入法得到 (分别为150、180、210°C下曲线与临界值的交点所对应的
时间) ，用外推法得到t1(120°C下曲线与临界值的交点所对应的时间) ，如图1和
表2所示。
拉伸强度在各测试温度条件下达到临界值时间的对数(lgt)与相应测试温度的
绝对温度倒数(T1)值见表3。
根据图2中硅橡胶拉伸强度在各测试温度达到临界值时间的对数(lgt)与相应测试温度的绝对温度倒数 ( 1/T) 间的函数关系，得到最佳拟合直线，根据公式5，直线方程可表达为: Lgt=2513.5/T-2.8686
其中，相关系数R2=0.9970。
利用外推法可计算出室温条件下(23°C) 的使用寿命约为30.03a，安全系数选取2，则该样品在常温下的贮存寿命约为以断裂伸长率为指标推算硅橡胶寿命断裂伸长率热老化实验结果硅橡胶在热空气老化的过程中，断裂伸长率的变化见表4和图3，从图3中可以看出，随着老化时间延长，断裂伸长率逐渐下降，老化温度越高，性能下降越大，呈规律性变化。
3.3.2热老化推算寿命
(1) 临界值的选择
试验中以性能下降到初始值的50%为临界值，作为寿命终止的点。
即从初始的断裂伸长率566%变成283%为失效点。
(2) 硅橡胶试样使用寿命推算
为了便于得到达到临界值所需要的时间，以所选性能的测试值作为时间的函数作图，用插入法t2、t3、t4得到（分别为150、180、210°C）下曲线与临界值的交点所对应的时间) ，用外推法下曲线与临界值的交点所对应的时间)，得到如图3和表 5所示。
相应的临界值时间的对数lgt对测试温度的绝对温度的倒数T1作图4.
根据图 ! 中硅橡胶断裂伸长率在各测试温度达到临界值时间的对数(lgt)与相应测试温度的绝对温度倒数(I/T)间的函数关系，得到最佳拟合直线，根据公式5直线方程可表达为: lgt=2354T-1-2.5470
其中，R2=0.9947。
利用外推法可计算出室温条件下(23°C)的使用寿命约为32.7a，安全系数选取2，则该样品在常温下的贮存寿命约为16.4a。
通过上述讨论与计算，该硅橡胶在以拉伸强度作为考察指标做寿命推算时，使用时间大约为15a。
在以断裂伸长率为考察指标做寿命推算时，使用时间大约为16.4a。
结束语：使用不同的性能做推算寿命的依据，可以得出不同的使用寿命，所以我们应该根据材料在实际应用中的关键指标反过来指导试验过程中材料测定参数的选择。
结束语：硅橡胶优异的耐热性为其广泛应用于高新技术领域奠定了基础。
研制开发能在300°C以上长期使用的硅橡胶是今后高温硅橡胶材料的一个发展方向，这可以通过降低和消除胶料中的酸、碱以阻止硅氧主链的降解反应、添加耐热添加剂和选择合适的填料等途径来实现。
参考文献
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[2]中国国家标准化管理委员会.硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定.北京: 中国标准出版社2016.9
[3]谢宇芳. 正确理解国家标准《硫化橡胶或热塑性橡胶应用阿累尼乌斯图推算寿命和最高使用温度》中国石油和化工标准与质量，2014.10
[4]陈金爱. 橡胶膜片的贮存期试验研究. 合成材料老化与应用. 2014.8。