橡胶寿命预测研究方法
加速老化试验预测橡胶使用寿命(自己翻译过来的)
加速试验预测橡胶组件的使用寿命（翻译的）摘要：橡胶材料的性能及橡胶组件使用寿命的预测、估算在橡胶组件的设计过程中有着重要的作用。
我们通过加速老化试验和模拟相结合的办法，对橡胶材料在氧气环境中的寿命预测做了很多年的研究。
这篇论文研究了热老化对橡胶性能的影响，同时也对冷冻机用三元乙丙橡胶（EPDM），丁腈橡胶（NBR）橡胶组件的使用寿命进行了预测。
实验结果表明橡胶组分影响着橡胶的交联密度；老化时间及活化能可以很好的用以描述老化行为；通过单轴拉伸试验得到应力应变曲线。
为了预测EPDM，NBR的使用寿命，对这两种橡胶做了50℃到100℃，1天到180天的加速老化试验，并测试了一系列的物理性能试验。
通过阿伦尼乌斯方程进行了计算，并通过压缩永久变形试验，本文提出了一系列方程用以预测橡胶材料使用寿命。
关键词：加速试验，丁腈橡胶，活化能，交联，三元乙丙橡胶，热老化，寿命预测，橡胶材料。
符号缩写：C.S 压缩永久变形；d0 样品的厚度；d1压缩状态下样品厚度；d2 卸载后厚度k 交联密度变化程度；（K）T 反应速率；A，B 常数；E 反应活化能；R 气体常数；T 绝对温度I 前言橡胶是一种最为通用的材料，有着广泛的用途，甚至很难说清它到底有多少用途。
从普通的家用，商用，汽车制造等到高尖端的航天航空工业都有橡胶的身影。
许多橡胶组件在使用中需要承受一定的机械力作用，为了保证橡胶组件的安全性和可靠性，使用寿命的预测估算是一项关键技术。
如何防止橡胶组件在使用过程中损坏是一个关键问题。
橡胶组件在使用过程中承受着一定的载荷，还受到温度，辐射以及一些其它的有害物质的影响。
所有的影响因素结合在一起，导致了橡胶物理及化学结构的改变，最终表现为橡胶机械性能的降低。
橡胶在使用了一段时间后，开始老化，通常表现为挺性增加，阻尼性能下降。
老化不光光影响了性能，同时也影响了组件的使用寿命。
橡胶组件所处环境的不同，使得它们的降解方式也不一样。
橡胶组件的逐步老化降解，不仅与外部因素有关，同时与橡胶基体本身以及橡胶里面的添加剂有关。
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。
橡胶寿命预测研究方法
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 ㈣如下 ｆＰ） Ｂｅ ｐ－Ｋｔ） （ ＝ ｘ （－ ｔ （） ３ 各 种 简 易 的生 活 用具 ， 盛水 器 等 ； 着 科 学技 术 的发 展 ， 如 随 出现 了 合 成橡 胶 ， 于是 橡胶 就 分 成 两类 ， 产于 橡 胶 树 的 叫 天然 胶 ， 业 合 成 的 工 式 中： ０ 与温度无关的常数 ； 一 Ｂ，一 【 Ｋ 速率常数 ； 时间 ｔ 一 叫合成胶 ， 而合成胶 由于合成原料的不 同 ， 为氯丁橡胶 、 又分 硅橡胶 ２５ 变量 折合 法 ｛Ｉ ． ｉ２ ｉ１ － 等许 多 种 。 由于 橡胶 制 品弹 性 好 ， 度 高 ， 加 工等 特 点 ， 胶 制 品 强 易 橡 变 量 折 合 法 是 一 种 数 学 作 图法 ， 过任 意 两 个 时 间 点 、 度 点 通 温 已广 泛 应 用 于各 个 领 域 ， 比如 民用 、 业 、 工 工程 、 军工 等 。 用在 这 些 的数 据 ， 以计 算 出公 式 ２中的 ｂ值 ， 后 再 将 通 过公 式 将 高 温 的 应 可 然 领域中的橡胶制 品起着密封 、 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 ， 格 准化作为检验橡胶寿命和性能变化的方法 。 严 要 求企 业 持 续 、 定生 产 质 量 合格 产 品 ， 稳 以保 证 人 们 生命 、 产 的安 财 ２ 数 学模 型 法 ． ６ 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 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 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 ， 由于 计算 机 的迅 猛 发 展 ， 于 Ｂ 基 Ｐ 胶 的老化机理 ， 确定橡胶制 品的大概使用年限和储存时间 ， 于保 没 有应 用 于 实 际 工 作 中 。近 年 来 ， 对 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 ㈣。 １橡胶 老 化 的原 因 ： ３对 于 寿命 预 测 方法 的讨 论 第 一 、 胶老 化 的 内 因 。 胶 材 料本 身结 构上 的弱 点 ， 橡 橡 如化 学 组 目前 ， 种 寿命 预 测 方 法 都有 其 局 限性 ， 验 容 易 操 作 的 方 法 ， 每 实 准 因 成（ 高分 子 链 的组 成 元 素 ）分 子 链 结 构 （ 子链 的长 度 、 象 及 有 机 准 确度 差 些 ， 确 度好 的实 验 又 难操 作 ， 此在 实 际 的科 研 工 作 中 ， 、 分 构 基 团 在链 上 的 分布 ）物 理 结 构 （ 晶性 、 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 ， 、 结 玻 ； 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 ， 是 ， 胶 制 品发 生 的老 化 主 要 以热 氧 老 化 为 主 ， ； 一 橡 二是 ， 橡胶制品所处的环境是理想的 ， 温度 、 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 ， 的外 因 ： 候 环 境 （ 气 和 臭 氧 的作 用 ， 温 和 相 对 湿 度 的 影 响 ） 气 氧 气 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 （ 压 、 出 等 ）Ｊ 模 挤 Ｉ １ 。 对橡胶制品的储存寿命预测 ， 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 １ 是 橡胶 自然 老 化 的周 期 过 长 ， 。但 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 ， 内 国 对 橡 胶 制 品 的 实 际使 用 也 没 有 意 义 ， 因此 ， 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 。 通 橡 胶 老 化 性 能进 行 研究 ［１ ３， － 为橡 胶 的 寿命 预测 提 供 了理论 基 础 和 理 ６ 国标 （ ＢＴ ０ ２ — ０５硫 化 橡 胶 或 热 塑性 橡 胶 应 用 阿 累 尼 鸟 （ ／２０ ８ ２ ０ Ｇ 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 指导 ， 准中明确规定 了临界值应选择原始值的 ５％， 与许多科 标 ０ 这 ２橡胶寿命预测方法 ２１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 ２ ％是不 同的。 ５ 因为橡胶寿命预测 所 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 ， 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 、 短 的 时 间 （ 较 行 规 定 ， 是 一个 指 导性 的标 准 ， 为 它 的 理论 基 础 仍 然 是 阿 累尼 较 或 只 因 所 如 高 的作用频率 ） 观察 到 ， 可以在较低 的温度 下 、 长时间 内观察 乌斯 方 程 ， 以它 也 是 一个 理想 化 的标 准 ， 果 用 来计 算 使 用 寿 命 ， 也 较 到 。因此 ， 高温 度 与 延 长观 察 时 间对 分 子运 动 是 等效 的 ， 高 聚 物 必须 考 虑 到使 用 的 橡胶 制 品使 用 的环 境 ， 结果 加 以修 正 。 升 对 对 ４ 橡胶 寿 命 预 测 的发 展方 向 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 ： Ｅａ ‘１ 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 ｘ ＝ｅ ｐ ） 】 （） １ 胶 的 实 际 的使 用 寿命 ， 以最 大 限 度 的 发 挥橡 胶 制 品 的 作 用 ， 到 可 起 式中 ０ 【 移 因 子 ； ａＡ ｒｅｉｓ活 化 能 ； 一 体 常数 ；ｒ 参 节 能 环保 的作 用 ，同时 也 能在 橡 胶 制 品 完全 丧 失 功 能 前 停 止使 用 ， 平 Ｅ — ｒ ｎｕ ｈ Ｒ气 Ｔ一 防患于未然 ， 保障人们生命财产 的安全。 计算机行业的软 、 硬件 的高 考温 度 ；一 验 温度 Ｔ试 给 如 通 过 这 个 公 式 ， 们 可 以设 计 两 个 以上 的温 度 点 的实 验 ， 可 速 发 展 ， 橡 胶 寿 命 预 测 提 供 了很 好 的 模 拟 平 台 ， 果 开 发 出合 适 我 就 以计 算 出平移 因子 Ｏ ， 而计 算 任 意 温度 下橡 胶 的使用 寿命 。 ／从 ． 的软 件 ， 可 以模 拟 加 速 老 化 的过 程 、 拟 实 际使 用 环 境 等 现 实 中 就 模 需 要 耗 费大 量 的人 力 、 物力 、 力才 能 达 到 的 环 境 ， 样 极 大 的 节约 财 这 ２２扩 散 限 制氧 化 模 型Ｉ ． ］ 扩 散 限制 氧 化 模 型 是 通 过 试 验 确 定 橡 胶 中氧 气 的 浓 度 与 橡 胶 了科 研 成本 ， 提 高 了结 果 的准确 性 。 也 参 考 文献 模量的关系， 再通过测定橡胶中氧气 的浓度预测橡胶的寿命 。这种 方 法 的数 学 模 型 比较 复 杂 ，需 要 通 过 复 杂 的公 式 推 导 及 有 限元 分 … １胡文军等． 橡胶 的热氧加速 老化 试验及 寿命预 测方法【 ． Ｊ橡胶 工 ］ ２０ １ 析， 同时需要有超敏感的测试设备 。因此 ， 日常 的检验中 ， 在 操作性 业 ，０４年 第 ５ 卷 ．
橡胶寿命的评估方法
橡胶寿命的评估方法1橡胶的概述 (1)1.1橡胶的定义 (1)1.2橡胶的老化机理 (2)1.3橡胶的老化因素 (2)2 橡胶寿命及其传统的评估方法简介 (3)2.1橡胶的寿命 (3)2.2 预测橡胶寿命的传统方法 (3)2.2.1时间-温度叠加的寿命预测模型 (4)2.2.2扩散限制氧化模型 (6)1橡胶的概述1.1橡胶的定义具有可逆形变的高弹性聚合物材料。
在室温下富有弹性，在很小的外力作用下能产生较大形变，除去外力后能恢复原状。
橡胶属于完全无定型聚合物，它的玻璃化转变温度（Tg）低，分子量往往很大，大于几十万，橡胶的分子链可以交联，交联后的橡胶受外力作用发生变形时，具有迅速复原的能力，并具有良好的物理力学性能和化学稳定性。
橡胶分为天然橡胶和合成橡胶。
橡胶分为天然橡胶和合成橡胶。
天然橡胶主要来源于三叶橡胶树，当这种橡胶树的表皮被割开时，就会流出乳白色的汁液，称为胶乳，胶乳经凝聚、洗涤、成型、干燥即得天然橡胶。
合成橡胶是由人工合成方法而制得的，采用不同的原料（单体）可以合成出不同种类的橡胶。
1900年～1910年化学家C.D.哈里斯(Harris)测定了天然橡胶的结构是异戊二烯的高聚物，这就为人工合成橡胶开辟了途径。
合成橡胶是以天然气、煤及石油等自然资源为基础，通过有机合成的方法制得单体，然后再聚合成高分子化合物。
这类化合物在一定温度范围内具有高度的弹性。
1.2橡胶的老化机理橡胶老化的实质是橡胶分子链的主链、侧链、交联键断裂反应占优势,老化表现为橡胶变软、表面发粘, 因为分子链断成小分子和链段了, 如NR、IR、IIR、PU 、CHR 等。
橡胶分子链,先是断裂反应,同时以新的交联反应占优势,老化呈现出表面变硬、发脆产生裂纹等,因为分子链产生很多新的交联,如BR、SBR、NBR、EPDM 等。
一般橡胶分子链在老化过程中,按照3 种基本机理完成所有的化学反应①异裂:当单键断裂时,在一个断片上留下两个电子,而另一个断片上是带有两个电子空穴。
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。
一种橡胶材料产品寿命预测方法
第47卷 第19期·68·CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT (RUBBER)橡塑技术与装备（橡胶）或多种聚碳酸酯树脂或聚碳酸酯和聚酯树脂的共混物的模制基材以及置于基材的表面或一部分表面上的固化硅橡胶；其中一种或多种聚碳酸酯树脂或聚碳酸酯和聚酯树脂的共混物含有足够量的改性聚二甲基硅氧烷以使剥离强度增加。
组合物包含一种或多种聚碳酸酯树脂或聚碳酸酯和聚酯树脂的共混物，聚碳酸酯树脂或聚碳酸酯和聚酯树脂的共混物含有量为约0.1至小于1.0重量％的经丙烯酸酯、羟基或环氧基基团中的一个或多个改性的聚二甲基硅氧烷。
公开了用于制备制品的方法（申请专利号： CN201780009707.0）。
一种橡胶材料产品寿命预测方法A method for predicting the life of rubber materialproducts 本发明公开了一种橡胶材料产品寿命预测方法，涉及产品寿命计算技术领域。
橡胶材料产品寿命预测方法，包含以下内容：计算橡胶材料产品由于温度影响导致的位移变化量；计算橡胶材料产品由于存储空间的湿度影响导致的腐蚀深度；计算橡胶材料产品在初始装配应力作用下产生的位移变化量；计算橡胶材料产品的厚度变化量；计算橡胶材料产品的剩余寿命。
本发明的优点是：本发明能够计算出橡胶材料产品的剩余寿命，为橡胶材料产品的检查及更换提供了依据，减少了产品的拆装次数，有利于提高设备检查工作效率及维持设备的装配精度，从而保证设备的性能。
另外，降低了橡胶材料产品的更换，提高了产品市盈率，节约了资源（申请专利号：CN201610803949.4）。
一种绿色节能耐磨耐寒阻燃型热塑性橡胶及其制备方法Green energy-saving, wear-resistant, cold-resistant and flame-retardant thermoplastic rubber and itspreparation method本发明公开一种绿色节能耐磨耐寒阻燃型热塑性橡胶及其制备方法，选择SIBR/PP/SBS/TPU 高分子复合体系、耐磨损、降低损耗因子和耐寒性能良好的助剂材料以及无卤无锑复配阻燃体系为主要成分，通过制备SIBR 母炼胶、硅烷改性处理阻燃剂、高速混合预塑化、密炼机和挤出机联合动态硫化等工艺，在密炼机转速40 r/min ，温度160~165 ℃的条件下动态硫化23 min ，再经过挤出机动态硫化，在螺杆转速50~70 r/min ，温度165~180 ℃的条件下动态硫化5~7min 制得本发明的热塑性橡胶。
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
一种橡胶密封寿命评估方法
一种橡胶密封寿命评估方法引言橡胶密封件广泛应用于各类工业设备中，起到密封和保护的作用。
然而，由于长期受到外界环境因素的影响，橡胶密封件的性能会随着时间的推移而衰减，进而影响设备的正常运行。
因此，准确评估橡胶密封件的寿命成为了重要的研究课题。
本文将介绍一种基于实验和模型的橡胶密封寿命评估方法。
方法概述该方法主要包括以下步骤：收集橡胶密封件的使用情况及环境因素数据、实验测试橡胶密封件的物理性能指标、建立橡胶密封件寿命预测模型、利用模型评估橡胶密封件的寿命。
数据收集为了准确评估橡胶密封件的寿命，需要收集橡胶密封件在使用过程中的相关数据，包括但不限于：使用时间、使用环境温度、压力、湿度等因素。
这些数据将作为后续建模和模型验证的依据。
实验测试实验测试是评估橡胶密封件寿命的关键步骤之一。
在实验中，我们可以通过以下方式测试密封件的物理性能指标：拉伸试验、硬度测试、蠕变试验等。
这些指标可以反映橡胶密封件在不同工况下的变化趋势，为建立寿命预测模型提供数据基础。
建立寿命预测模型建立橡胶密封寿命预测模型是评估寿命的关键环节。
常用的建模方法包括：经验模型、统计模型和物理模型等。
根据实验数据和文献研究，我们可以选择合适的模型来描述橡胶密封件的衰减规律。
以寿命预测模型为基础，我们可以将橡胶密封件的使用情况输入模型，得到相应的寿命预测结果。
寿命评估在获得寿命预测模型后，我们可以利用该模型对橡胶密封件的寿命进行评估。
通过将橡胶密封件的实际使用情况输入模型，预测出密封件的剩余寿命。
同时，我们还可以通过模型的灵敏度分析、可靠性评估等方式对寿命评估结果进行验证和优化。
应用案例我们将该方法应用于某厂生产的橡胶密封件，在实验中测试了不同工况下橡胶密封件的物理性能指标，并基于所得数据建立了橡胶密封件寿命预测模型。
通过输入实际使用情况，我们预测出密封件的剩余寿命，并与实际寿命进行对比。
结果表明，该方法能够较准确地评估橡胶密封件的寿命，并提供了有效的寿命预测依据。
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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
a =exp[ Ea ( 1 - 1 )] R Tr T
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 （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-Arrhenius 活化能；R-气体常数；Tr-参 节能环保的作用，同时也能在橡胶制品完全丧失功能前停止使用，
领域中的橡胶制品起着密封、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
外墙渗漏问题是工程施工中存在的质量通病，特别是存在于所 查的频率，对正在施工的工序或部位，除了定时巡检外还要不定期
建建筑运用的框架剪力墙结构，所用的是空心砖来作为护墙体，施 抽查。尤其对孔洞周围，阴阳角，门窗四周的细部更要认真仔细，发
工中所用的灰缝砂浆没有达到相关要求，所以就极易出现渗漏问 现问题及时整改将质量问题处理在过程中。
考温度；T-试验温度
防患于未然，保障人们生命财产的安全。计算机行业的软、硬件的高
通过这个公式，我们可以设计两个以上的温度点的实验，就可 速发展，给橡胶寿命预测提供了很好的模拟平台，如果开发出合适
以计算出平移因子 αT，从而计算任意温度下橡胶的使用寿命。 2.2 扩散限制氧化模型[1]
的软件，就可以模拟加速老化的过程、模拟实际使用环境等现实中 需要耗费大量的人力、物力、财力才能达到的环境，这样极大的节约
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、
墙体的顶部进行连接的位置，是造成裂缝的常见位置。它主要是因 位的情况存在。
为使用过程中两种材料在相同的温度下所发生的膨胀体积不一样，
2.3 装饰装修阶段的控制
在相同的温度下混凝土的膨胀体积要比砖砌体积大上快接近一倍，
基层的处理必不可少也非常重要。剪力墙的砼浇筑振捣遇到孔
所发生的变形值明显不一样，所以在其连接位置会产生裂缝，从而 洞的部位要仔细认真，对蜂窝麻面用砂浆补平，表面有油污的要彻
橡胶寿命预测研究方Á法 科技创新与应用 2012年8月（中）
科技创新
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。
接位置没有钢筋进行连接，极难进行补填密实工作，在外面一定温 防水砂浆分两次抹压平。对砌块缝隙表面不饱满部位要重新补抹处
度的变化、湿度的变化，以及一些可影响其变形的因素加持下，特别 理。同时在填充墙与剪力墙交接部位要挂钢丝网片，每边宽度大于
容易产生裂缝的发生，从而形成渗水的源头。
200mm。在墙面抹灰前一天进行浇湿润，抹灰时轻微湿润并刷素浆
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。
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
题。渗漏问题不仅影响了外观形象，同时也影响了其使用功能，进行
2.2 主体结构施工阶段的控制
维护也是相当困难的，发生渗漏问题的具体表现为渗水的位置变得
在剪力墙施工过程中，对影响外观及主体质量的模板安装质量
更加清楚，却很难去精准判断出渗漏出水的源头，因为安装的水管 不容忽视，平整度，垂直度，刚度和强度要控制在允许偏差范围以
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.
关 键 词 ：橡胶老化；寿命；预测
ÁÁÁ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，出现了合
f (P) B exp( 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
错综复杂，所以返工所收的效果也不显著，只能在进行施工中对其 内，脱模剂不允许用如废机油等影响砼外表面装饰粘结强度的油质
进行有效掌握，并合理的运用管理体制，从而使其外墙渗漏问题得 材料，紧固模板时要少用或不用穿墙螺杆，多用外部顶支撑，板缝必
到明显的改善和严密的掌控，进而为客户提供一个质量合格的工程 须严密且两侧平整。砼浇筑要分层充分捣实，表面压抹及覆养护到
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，
建筑。
位，浇水充分湿润。采用的砂浆配合比及使用强度也要符合设计规
1 外墙渗透原因分析
定，填充墙砌筑规范拉结筋不可缺少，砂浆饱满度加气砌块水平灰
1.1 由于框架填充墙而引起了渗漏问题，绝大部分发生在填充 缝不低于 90%，竖向缝不低于 80%。砌筑完成后要求静置，挤紧。平
墙与框架梁所进行的连接位置，主要是在顶楼屋面的梁的底部和砖 整度，垂直度要在规范允许范围以内，不能凿除外胀及填补凹陷部
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
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
致使在多雨季节，所形成的雨水会在风压的影响下顺着裂缝渗入室 底清理干净，穿墙螺栓孔要用膨胀砼填充补实。表面要进行界面处
内。然而在顶楼的混凝土房盖与其相邻的墙体也受着一定温度的影 理，如拉毛或甩浆的粘结层处治，甩浆均匀不漏底且进行认真养护。
响而发生很大程度上的变形问题，而且室内梁的底部与砖砌体的连 脚手架，螺杆眼封塞时要用较高一级砂浆及砌筑材料填实，表面用
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
障人们生命、财产安全有着重要的意义。
1.2 在其员工进行施工中没有按照正常合理的规范操作，从而 结合层，立即抹压其厚度在 10mm 以内，防止干缩不匀产生开裂。由
导致砌筑的砂浆饱和度不高，尤其是竖缝砂浆的饱和度不够，从而 于外墙防渗漏带有一定的复杂性，在外粉饰这个分项工程中采取样
造成细缝，透缝等相关缝隙的形成。另外，在砖体比较干的情况下进 板示范很必要，以点带面的引路做法。如墙基层及窗台的粉饰，铝合
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 湿度加工条件（模压、挤出等）[1]。
对橡胶制品的储存寿命预测，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
扩散限制氧化模型是通过试验确定橡胶中氧气的浓度与橡胶 了科研成本，也提高了结果的准确性。