輪胎人工模擬加速老化試驗

由於(yu) 輪胎用橡膠的物理和化學性能受不同環境因素的影響而發生變化，所以，必須開發複雜的配方來達到和保持長期的理想性能。保持材料的性能同獲得理想的初始性能同樣重要。日前，工業(ye) 中用來評價(jia) 輪胎外層膠耐久性的標準試驗方法，隻考慮一種或最多兩(liang) 種影響因素。然而，輪胎外層膠在實際使用中是受動態疲勞作用的，是暴露在氧氣、臭氧、熱、紫外光、不同液體(ti) 等多種環境因素下，各種因素之間的相句_影響也不清楚。所以，基於(yu) 日前的標準試驗方法，真正進行輪胎外層膠的老化性能預測是非常困難的。

本研究的最終目的是開發一種適用於(yu) 輪胎外層膠的人工模擬使用的加速老化試驗，該方法具有可重複性，有多種試驗條件來模擬不同的氣候或工作環境。第一步，提出了一種含有多個(ge) 單一影響因素的子試驗的循環試驗方法，並與(yu) 動態戶外老化和兩(liang) 個(ge) 標準單一因素的試驗——熱老化和動態臭氧老化進行了對比。盡管循環試驗包括熱、臭氧、紫外光、動態拉伸和水溶液等老化影響因素試驗，認為(wei) 是可行的，但是沒有考慮多個(ge) 因素的相句_作用，並目_耗時低效，對工業(ye) 應用沒有吸引力。下一步，設計和製造加速戶外老化試驗箱，包括熱、臭氧、紫外光、動態拉伸和水溶液等老化影響因素試驗，並與(yu) 動態戶外老化和循環老化試驗進行了對比。采用相同的4種配方，以材料性能的下降作為(wei) 老化時間的參數。

試驗箱可以重複試驗，並能模擬和加速動態戶外老化，因此，必須盡可能多的綜合實際使用中遇到的老化影響因素，如前而提到的熱、臭氧、氧氣、紫外光、液體(ti) 、濕度和動態應變等。

試驗箱的試驗環境要包含老化影響，也要容易改變溫度以模擬不同的氣候條件。采用裝有溫度控製係統的試驗箱可以使溫度的最小值不同。

環境中的臭氧可以由臭氧發生器產(chan) 生，並將其出口放置在試驗箱內(nei) 保持試驗環境下的臭氧濃度不變。臭氧濃度的控製是關(guan) 鍵。隨時間的延長，臭氧會(hui) 消耗掉，所以，排入空氣的同時要連續產(chan) 生臭氧，較好使用風扇均勻地將試驗環境中的臭氧分散，避免“過熱點”一此區域臭氧濃度高於(yu) 其他區域，對流式試驗箱可以解決(jue) 上述問題。將臭氧發生器的出曰放在試驗箱內(nei) ，利用安置在試驗箱上的風扇使臭氧均勻分布於(yu) 試驗箱內(nei) 。ASTM標準提出了最小試驗體(ti) 積和控製空協臭氧交換速度的方法。

為(wei) 了獲得高的氧氣濃度，試驗箱需要加壓。 但是，不同的輸入和輸出需要使得多因素實驗不合實際。例如，產(chan) 生穩定的、分散均勻的臭氧，需要在排出空氣的同時有恒定的臭氧量。為(wei) 此，需要提高溫度來加速氧化反應。

紫外燈模擬太陽光譜( 300nm-400nm)可以研究紫外光老化。通過調整紫外燈和試樣之間的距離來控製光強。由於(yu) 試驗方法中包括噴淋過程，所以，必須關(guan) 注試驗箱內(nei) 的紫外燈，要在燈管末端加防護蓋以保護內(nei) 部的電子元件。

老化過程中液體(ti) 的正確選擇非常複雜。橡膠受多種不同液體(ti) 的影響，包括水、酸雨、油、洗滌劑和拋光液等，而橡膠暴露在每種液體(ti) 中的情況顯著依賴於(yu) 用戶對輪胎的使用情況。選定了實際使用中輪胎接觸最多的、最苛刻的液體(ti) 後，就要對試樣進行噴淋。有必要采用相同的噴淋條件以保證所有試樣相同的濕度。試驗中可以使用多種不同的液體(ti) ，但是，這需要有多個(ge) 泵，還要完全掌握暴露在每種液體(ti) 的時間。

濕度是老化環境中另一個(ge) 難實現的因素。要產(chan) 生濕度梯度的環境需要將試樣放入盛有水的容器中，該容器可以被外部的對流加熱器加熱產(chan) 生需要的濕度。這是一個(ge) 具有挑戰性的工作，其他老化因素中也包含了濕度的影響。因此，當前的試驗箱並不將濕度作為(wei) 一個(ge) 老化因素。

整個(ge) 老化過程中動態拉伸應變是一個(ge) 苛刻的因素。為(wei) 了包含該因素的影響，拉伸裝置要能夠夾持試樣，並能拉伸試樣。理想的拉伸裝置的應變和頻率可以變化，以模擬不同的工作條件。

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