杜鵬 胡緒平

黎明化工研究設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司

乘用車密封條加速老化試驗(yàn)及使用壽命預(yù)測(cè)

杜鵬 胡緒平

黎明化工研究設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司

通過乘用車密封條進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室加速老化試驗(yàn)，研究了乘用車密封條的拉伸強(qiáng)度隨老化時(shí)間的變化規(guī)律，得到了該材料在熱空氣中老化的拉伸強(qiáng)度隨老化時(shí)間的變化數(shù)學(xué)關(guān)系式，依據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的老化動(dòng)力學(xué)參數(shù)，對(duì)乘用車密封條以拉伸強(qiáng)度為指標(biāo)進(jìn)行了壽命預(yù)測(cè)。

乘用車密封條 加速老化 壽命預(yù)測(cè)

密封條是汽車上重要的密封件，隨著人們對(duì)汽車品質(zhì)的要求不斷提升過和汽車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日漸激烈。密封系統(tǒng)的設(shè)計(jì)除了要保證基本的密封作用（防止塵、沙、雨，污染氣體進(jìn)入車內(nèi)外，它還熒光減緩汽車在高速行駛中車身部件的震動(dòng)和沖擊，提高車體的使用壽命，改善乘坐舒適性。它的好壞直接關(guān)系到車內(nèi)環(huán)境的清潔和安靜度。密封條制品暴露在自然環(huán)境下，收到陽光的照射（紫外線）、熱、氧、臭氧和濕熱等多種因素的作用，一單其老化發(fā)生破損，不僅會(huì)直接導(dǎo)致車廂出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，使風(fēng)燥加大，更有可能引起車身銹蝕，因此在密封條制品的工作環(huán)境和性能要求中，對(duì)使用壽命的要求比較高[1-6]。

一、材料與方法

（一）儀器和材料

5969型萬能材料試驗(yàn)機(jī)（美國Instron）；101C-1型熱空氣老化試驗(yàn)箱（北京雅士林儀器有限公司）；聚氨酯密封條材料（黎明化工研究設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司）。

（二）試驗(yàn)方法

1.將聚氨酯試樣裁剪成啞鈴型形狀，除厚度外，其它尺寸符合GB/T528-2009的要求，取標(biāo)準(zhǔn)中的Ⅰ型，試樣的厚度為材料的實(shí)際使用厚度（2.0±0.2）mm．

2.將老化的環(huán)境溫度分別調(diào)到80℃，60℃，40℃，溫度偏差在± 1℃，在溫度穩(wěn)定后，使樣品呈自由狀態(tài)懸掛在老化環(huán)境中進(jìn)行老化實(shí)驗(yàn)。每2個(gè)試樣之間的距離不得小于5mm。試樣放入老化環(huán)境時(shí)開始計(jì)時(shí)，達(dá)到規(guī)定的老化時(shí)間后取出。

3.拉伸性能按GB/T528-2009進(jìn)行測(cè)試,拉伸試樣為Ⅰ型,測(cè)試條件為：（1）試樣老化后，將其在室溫下停放不少于4h,在（25±2）℃條件下測(cè)量，（2）測(cè)試速率為500mm／min。每次實(shí)驗(yàn)用5片試樣，結(jié)果取算術(shù)平均值。

二、結(jié)果與分析

（一）老化時(shí)間對(duì)聚氨酯在熱空氣中老化時(shí)拉伸強(qiáng)度的影響

將制備的試樣分別放在80℃，60℃，40℃的空氣介質(zhì)中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室加速老化實(shí)驗(yàn)，每隔一定的時(shí)間取出5個(gè)試樣,按GB/T528-2009測(cè)試?yán)鞆?qiáng)度。表1為樣品在各老化溫度下不同老化時(shí)間的拉伸強(qiáng)度檢驗(yàn)結(jié)果

表1 樣品在各老化溫度下不同老化時(shí)間的拉伸強(qiáng)度

（二）壽命預(yù)測(cè)

由表1可以得到樣品在不同老化溫度下物性降至臨界值（65%）所需要的時(shí)間（即失效時(shí)間，由L表示），結(jié)果為表2.

表2 樣品在不同老化溫度下物性降至臨界值所需要的時(shí)間

由log10L對(duì)10000/T作圖：

從樣品的拉伸強(qiáng)度回歸直線得出相應(yīng)的公式為y = 0.1110x -0.5373，由此公式可推算出樣品在25℃下的使用壽命≈12.67年，取安全系數(shù)為2時(shí)的使用壽命年限為6.3年。

三、結(jié)論

本文通過熱空氣老化和拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)分析研究了聚氨酯密封條的壽命預(yù)測(cè)，可得出以下結(jié)論。

（1）聚氨酯密封條在80℃，60℃，40℃熱空氣老化溫度下，物性降至臨界值（65%）所需要的時(shí)間（即失效時(shí)間）分別為400h，650h和900h。

（2）以拉伸強(qiáng)度為壽命預(yù)測(cè)指標(biāo)，常溫下該聚氨酯密封條的使用壽命為6.3年。

[1]余漢生,姚惠,姚祖源.乘用汽車密封條的耐環(huán)境性能及其測(cè)試.橡膠工業(yè), 2003, 12：725-733

[2]劉奎芳,陳潔,尹雪淵,等.塑料在濕熱、亞濕熱和高海拔地區(qū)自然大氣暴露與人工模擬加速試驗(yàn)相關(guān)性的初步探討 [A].第二屆中美材料環(huán)境腐蝕與老化試驗(yàn)學(xué)術(shù)研討會(huì) . 上海 2002. 140-162

[3]杜微,劉婷,等.環(huán)境測(cè)試技術(shù)在乘用車密封條研發(fā)中的應(yīng)用.2010汽車車身內(nèi)外飾及新材料應(yīng)用國際研討會(huì)論文集 . 常州 2010. 39-41

[4]白穎，李建偉．PVC異型材的耐候性試驗(yàn)方法[J]．新型建筑材料，2008（2）：61-63．

[5]吳曉杰，黃鳳遠(yuǎn)．PVC-U異型材耐候性評(píng)價(jià)方法[J]．聚氯乙烯，2007,35（7）：25-29，33.

[6]周洪榮，黃勇．PVC-U異型材耐候性評(píng)價(jià)方 法 分 析[J]．工程塑料應(yīng)用，2006（6）：46-69．