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橡塑技术与装备（橡胶） CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT (RUBBER)

强度最大值所需要的时间要比 NBR-2 要短，同样地， 乘积的临界值为初始值的 70%，即拉断伸长率下降至
在 100℃的老化温度下 NBR-1 所需要的时间也要比 初始值的 70%，试样失去其效用价值。在橡胶拉断伸
NBR-2 要短。并且从图 2 中不难发现，NBR-1 在各 长率下降到初始值的 70% 时，橡胶内部交联键断裂程
个老化温度下的拉伸强度的变化幅度都要大于 NBR- 度高，已经无法继续使用或使用的安全性大大降低。
2。这可能是因为共混胶料中，EPDM 与 NBR 在增容 对 NBR-1 热氧老化过程中拉断伸长率的变化进
剂 CPE 的作用下改善了两者之间的微观界面相容性， 行整理，得到拉断伸长率随老化时间和老化温度变化
使得三元乙丙橡胶的耐热氧老化性能得到更好的体现。 的结果如表 2 所示。
表 2 拉断伸长率与老化时间的对应关系
拉断伸长率 /%
老化时间 /h
100℃ 110℃ 120℃
0 273.2 273.2 273.2
24 / / 260.3
36 / 263.6 243.2
48 / / 221.1
60 / / 213.5
72 / 251.2 204.2
108 / 223.4 /
144 / 195.2 /
180 / 163.6 /
240 218.5 / /
360 184.3 / /
480 154.6 / /
600 124.3 / /
720 101.4 / /
图 2 温度对两种橡胶拉伸强度的影响（120℃与 110℃
根据表 2 所示的数据，分别对 100 ℃、110 ℃和
下的老化时间均增大 3 倍进行作图）
120℃温度下所对应的老化时间进行作图。
2.3 两种橡胶的寿命预测 将 100℃下的加速老化实验所得到的数据整合成
丁腈橡胶在老化过程中，它的拉断伸长率是持续
图线，根据拉断伸长率和老化时间的关系进行作图，
下降的，而在制动橡胶密封材料的使用过程中，对其
得到如图 3 所示的结果。
使用寿命的预测是一项重要的指标，拉断伸长率则是
预测丁腈橡胶使用寿命的重要影响因素 [5] 。经过人们
对橡胶制品的自然老化和人工加速老化进行的研究，
可利用热空气老化箱来加速制品老化，并测定胶料选
定性能的变化和达到指定临界值的时间，以及利用阿
累尼乌斯方程来推算橡胶的储存寿命。Dakin 寿命推
算法是一种经典的寿命预测方法，是 Dakin 于 1948
年首次提出。此法首先选取一个橡胶性能发生变化的
临界值 P, 然后在临界值 P 以下，建立贮存期 t 与温度
T 之间的关系式。其中，得到 t 与 T 的关系式类似于
阿累尼乌斯方程 ：
logt=a+b . 1/T
图 3 100℃拉断伸长率 - 老化时间关系图
其中 a 与 b 均为常数，通过建立 logt 与 1/T 的关
由图使用计算机进行二次函数拟合可得到抛物线
系图可以拟合成一条直线，直线的斜率即为 b，直线
2
方程 y 1 =1.364 10-5x -0.253 68x+274.5, 根据线性方
的纵截距即为 a。之后通过该关系式即可求出常温下
橡胶的使用寿命 [6] 。 程，当拉断伸长率的临界值下降到 191.24% 时，可以
求出所对应的老化时间为 334.2 h。
按力学性能测试标准，所得到的硫化胶试样的初
将 110℃下加速老化实验所得到的数据进行整合，
始拉断伸长率为 273.2%，预先设定老化后拉断伸长率
将拉断伸长率对老化时间进行作图，得到如图 4 所示

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