轮胎人工模拟加速老化试验

由于轮胎用橡胶的物理和化学性能受不同环境因素的影响而发生变化，所以，必须开发复杂的配方来达到和保持长期的理想性能。保持材料的性能同获得理想的初始性能同样重要。日前，工业中用来评价轮胎外层胶耐久性的标准试验方法，只考虑一种或最多两种影响因素。然而，轮胎外层胶在实际使用中是受动态疲劳作用的，是暴露在氧气、臭氧、热、紫外光、不同液体等多种环境因素下，各种因素之间的相句_影响也不清楚。所以，基于日前的标准试验方法，真正进行轮胎外层胶的老化性能预测是非常困难的。

本研究的最终目的是开发一种适用于轮胎外层胶的人工模拟使用的加速老化试验，该方法具有可重复性，有多种试验条件来模拟不同的气候或工作环境。第一步，提出了一种含有多个单一影响因素的子试验的循环试验方法，并与动态户外老化和两个标准单一因素的试验——热老化和动态臭氧老化进行了对比。尽管循环试验包括热、臭氧、紫外光、动态拉伸和水溶液等老化影响因素试验，认为是可行的，但是没有考虑多个因素的相句_作用，并目_耗时低效，对工业应用没有吸引力。下一步，设计和制造加速户外老化试验箱，包括热、臭氧、紫外光、动态拉伸和水溶液等老化影响因素试验，并与动态户外老化和循环老化试验进行了对比。采用相同的4种配方，以材料性能的下降作为老化时间的参数。

试验箱可以重复试验，并能模拟和加速动态户外老化，因此，必须尽可能多的综合实际使用中遇到的老化影响因素，如前而提到的热、臭氧、氧气、紫外光、液体、湿度和动态应变等。

试验箱的试验环境要包含老化影响，也要容易改变温度以模拟不同的气候条件。采用装有温度控制系统的试验箱可以使温度的最小值不同。

环境中的臭氧可以由臭氧发生器产生，并将其出口放置在试验箱内保持试验环境下的臭氧浓度不变。臭氧浓度的控制是关键。随时间的延长，臭氧会消耗掉，所以，排入空气的同时要连续产生臭氧，较好使用风扇均匀地将试验环境中的臭氧分散，避免“过热点”一此区域臭氧浓度高于其他区域，对流式试验箱可以解决上述问题。将臭氧发生器的出曰放在试验箱内，利用安置在试验箱上的风扇使臭氧均匀分布于试验箱内。ASTM标准提出了最小试验体积和控制空协臭氧交换速度的方法。

为了获得高的氧气浓度，试验箱需要加压。http://laohua.hjunkel.com 但是，不同的输入和输出需要使得多因素实验不合实际。例如，产生稳定的、分散均匀的臭氧，需要在排出空气的同时有恒定的臭氧量。为此，需要提高温度来加速氧化反应。

紫外灯模拟太阳光谱( 300nm-400nm)可以研究紫外光老化。通过调整紫外灯和试样之间的距离来控制光强。由于试验方法中包括喷淋过程，所以，必须关注试验箱内的紫外灯，要在灯管末端加防护盖以保护内部的电子元件。

老化过程中液体的正确选择非常复杂。橡胶受多种不同液体的影响，包括水、酸雨、油、洗涤剂和抛光液等，而橡胶暴露在每种液体中的情况显著依赖于用户对轮胎的使用情况。选定了实际使用中轮胎接触最多的、最苛刻的液体后，就要对试样进行喷淋。有必要采用相同的喷淋条件以保证所有试样相同的湿度。试验中可以使用多种不同的液体，但是，这需要有多个泵，还要完全掌握暴露在每种液体的时间。

湿度是老化环境中另一个难实现的因素。要产生湿度梯度的环境需要将试样放入盛有水的容器中，该容器可以被外部的对流加热器加热产生需要的湿度。这是一个具有挑战性的工作，其他老化因素中也包含了湿度的影响。因此，当前的试验箱并不将湿度作为一个老化因素。

整个老化过程中动态拉伸应变是一个苛刻的因素。为了包含该因素的影响，拉伸装置要能够夹持试样，并能拉伸试样。理想的拉伸装置的应变和频率可以变化，以模拟不同的工作条件。

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