在橡胶工业中，老化性能是评估橡胶材料质量和使用寿命的关键指标。了解橡胶老化的检测原理及其相关标准，对于确保产品质量、预防早期失效以及推动行业技术进步具有重要意义。

本文将深入探讨橡胶老化的检测原理，并介绍一些国际上公认的橡胶老化性能检测标准，帮助读者更好地理解和应用这些知识。

一、热老化

评估橡胶在高温环境下的老化性能

通常将橡胶样品置于恒温箱或热老化试验机中，在一定温度下保持一定时间，然后观察其性能变化，这一过程主要包括两个方面：j氧化反应：橡胶分子链中的双键容易与氧气发生自由基链式反应，即氧化反应。随着温度的升高，氧气的扩散速度和活化氧化反应的速度都会增加，从而加速橡胶的氧化过程。氧化反应会导致橡胶分子链的断裂和交联，使橡胶的弹性、强度、耐磨性等性能降低。k热裂解：高温环境下，橡胶分子链的热运动加剧，分子间的相互作用力减弱，容易发生断裂。热裂解会导致橡胶分子链的变短，进而引起橡胶的物理性能变化，如硬度增加、伸长率降低等。

检测标准  

GB/T 3512-2014 硫化橡胶或热塑性橡胶 热空气加速老化和耐热试验

二、臭氧老化

评估橡胶制品在臭氧环境中的抵抗能力和耐老化性能

由于臭氧分子与橡胶分子中的双键反应能力很强，即使在臭氧浓度很低的情况下，反映也能迅速发生，因此臭氧老化是仅次于热氧老化的一种常见的老化方式。

检测标准

GB/T 7762-2014 硫化橡胶或热塑性橡胶 耐臭氧龟裂 静态拉伸试验GB/T 13642-2015 硫化橡胶或热塑性橡胶 耐臭氧龟裂 动态拉伸试验ISO 1431-1-2022 Rubber, vulcanized or thermoplastic — Resistance to ozone cracking — Part 1: Static and dynamic strain testingASTM D1149-2018 Standard Test Methods for Rubber Deterioration—Cracking in an Ozone Controlled Environment

三、紫外光老化

模拟橡胶在阳光照射下的老化过程

橡胶在紫外线照射下，引起光活化作用，使大分子发生光引发的氧化链反应。紫外线波段易被橡胶吸收，其光子的能量与橡胶的碳碳共价键接近，这会导致橡胶的碳碳键加速老化断裂。此外，橡胶吸收光能后会产生自由基，进而引发和加速氧化链式反应进程。这些反应会导致橡胶表面龟裂、产品强度降低、硬度增强等老化现象。

检测标准

GB/T 16585-1996 硫化橡胶人工气候老化(荧光紫外灯)试验方法GB/T 14522-2008 机械工业产品用塑料、涂料、橡胶材料人工气候老化试验方法 荧光紫外灯

四、盐雾老化

模拟橡胶在海洋环境中的老化过程

橡胶在盐雾环境下，受到盐雾中的盐分、湿度和温度等多种因素的共同作用，导致橡胶材料发生老化和腐蚀。盐雾中的盐分主要来源于海洋或海边大气环境中的盐类物质，如氯化钠、氯化镁和氯化钙等。这些盐分在盐雾环境中会吸附在橡胶表面，并在湿度和温度的共同作用下，形成电解质溶液，从而引发电化学腐蚀过程。在电化学腐蚀过程中，橡胶表面的微小缺陷或损伤处会成为阳极，而橡胶内部则成为阴极。阳极处会发生氧化反应，导致橡胶分子链的断裂和交联，进而引发橡胶的老化。同时，阴极处会发生还原反应，产生氢气和氢氧根离子，这些氢气和氢氧根离子会进一步与橡胶中的化学成分发生反应，加速橡胶的老化过程。此外，盐雾中的湿度和温度也会对橡胶的老化产生影响。高湿度环境会促进盐分在橡胶表面的吸附和渗透，从而加速电化学腐蚀过程。而高温环境则会提高橡胶的分子运动速度，加速橡胶的老化反应。

检测标准

GB/T 10125-2012 人造气氛腐蚀试验 盐雾试验

五、动态热机械分析（DMA）

测量材料在不同温度和频率下的力学性能

在程序控温条件下，对材料施加一定频率和振幅的正弦波形式的动态振荡力，同时测量材料的动态响应，如动态模量和力学损耗等。当橡胶等粘弹性材料受到周期性变化的应力作用时，它们会同时表现出弹性和粘性行为。弹性部分使材料在应力作用下发生形变，并在应力消失后恢复原状；而粘性部分则使材料在应力作用下发生形变，并在应力消失后保持部分形变。DMA通过测量材料的动态模量和力学损耗，可以揭示材料在不同温度和频率下的粘弹性行为。它可以提供关于橡胶分子链运动、交联密度和玻璃化转变温度等信息。

检测标准

ASTM E1640-2023 Standard Test Method for Assignment of the Glass TransitionTemperature by Dynamic Mechanical Analysis

六、热重分析（TGA）

测量材料热稳定性、热分解温度、热分解速率等

在进行橡胶热重分析老化检测时，通常将橡胶样品暴露在模拟老化的条件下（如高温、氧气氛围等），然后测量样品在加热过程中的质量变化。

检测标准

ASTM E1131-2020 Standard Test Method for Compositional Analysis by ThermogravimetryGB/T 14837.1-2014 橡胶和橡胶制品 热重分析法测定硫化胶和未硫化胶的成分 第1部分:丁二烯橡胶、乙烯-丙烯二元和三元共聚物、异丁烯-异戊二烯橡胶、异戊二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶

七、傅里叶变换红外光谱（FTIR）

检测橡胶老化过程中产生的官能团变化

FTIR是一种通过分析材料红外光谱中吸收峰的变化来评估材料化学结构变化的方法。

检测标准

ISO 4650-2012 Rubber. Identification. Infrared spectrometric methodsISO 12965-2000 Butadiene rubber. Determination of microstructure by infra-red spectrometryISO 14558-2016 Rubber. Determination of residual unsaturation of hydrogenated nitrile butadiene rubber (HNBR) by infrared spectroscopyGB/T 7764-2017 橡胶鉴定 红外光谱法

这些测试项目可以根据具体需求和橡胶类型选择适当的组合进行。通过对这些测试结果的综合分析，可以全面评估橡胶的老化性能，为橡胶制品的设计、生产和使用提供重要依据。

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