王偉偉 呂珊珊

摘 要：具有密封、阻尼減震等功能的軌道車輛用橡膠材料，在貯存和服役過程中受到自然環(huán)境中的光、熱、氧、鹽霧等作用或在服役環(huán)境中受到外應(yīng)力的作用，性能逐漸劣化導(dǎo)致最終失去使用價(jià)值。針對軌道車輛用橡膠材料在東部海洋典型服役環(huán)境的老化因素分析，建立試驗(yàn)是加速老化評(píng)價(jià)方法，對其長期性能進(jìn)行評(píng)估，對于準(zhǔn)確地預(yù)測材料的有效性具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：軌道車輛;橡膠;東部海洋;服役環(huán)境

中圖分類號(hào)：TB ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ?doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2019.23.110

0 引言

東部沿海環(huán)境濕度、鹽度較大，高濕高鹽環(huán)境對橡膠材料的使用影響主要體現(xiàn)在：（1）部分特種橡膠材料對濕度較為敏感。長期高濕環(huán)境下應(yīng)用可能會(huì)加速分子鏈水解講解，降低材料壽命。（2）高濕環(huán)境會(huì)加速微生物在橡膠表面的富集，從而加速材料的老化。高濕、高鹽環(huán)境因素對材料的性能影響往往相互促進(jìn)，在開展環(huán)境影響試驗(yàn)時(shí)將兩因素關(guān)聯(lián)起來考慮。鹽霧環(huán)境對橡膠材料的劣化主要是由鹽、水與材料的綜合化學(xué)反應(yīng)所引起，劣化速率很大程度上取決于試樣表面的含氧鹽溶液量、試樣所處環(huán)境溫度及濕度。試驗(yàn)環(huán)境溫度、濕度及鹽度是交變鹽霧加速試驗(yàn)需要設(shè)定的三個(gè)主要參數(shù)。

本文以株洲時(shí)代新材料科技股份有限公司提供8種軌道車輛橡膠試驗(yàn)材料為研究對象，包括：試樣1（天然橡膠）、2（順丁橡膠）、3（丁苯橡膠）、4（氯丁橡膠天然橡膠并用）、5（氯丁橡膠）、6（三元乙丙橡膠）和7（丁腈橡膠），以青島試驗(yàn)站為東部沿海代表，提取環(huán)境因素和指標(biāo)，確定試驗(yàn)條件。采用電子拉力機(jī)測試了鹽霧環(huán)境前后材料的力學(xué)特性，并分析了鹽霧環(huán)境前后橡膠材料的力學(xué)性能變化情況。

1 試驗(yàn)方法

采用CMT6104電子拉力機(jī)按GB/T 528-2009 《硫化橡膠或熱塑性橡膠 拉伸應(yīng)力應(yīng)變性能的測定》測試橡膠的拉伸強(qiáng)度和拉斷伸長率。

采用邵氏硬度計(jì)按照GB/T 531.1-2008《硫化橡膠或熱塑性橡膠壓入硬度試驗(yàn)方法第一部分：邵氏硬度計(jì)法（邵爾硬度）》進(jìn)行樣品邵氏硬度的測試。

2 東部沿海地區(qū)環(huán)境特性分析

3 力學(xué)性能試驗(yàn)

力學(xué)性能是高分子材料的基本性能，是其它性能得以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，也是研究材料耐老化性能的一般指標(biāo)。通過對未老化樣品力學(xué)性能的測試，不僅對材料的基本性能有了了解，而且為制定材料耐老化試驗(yàn)方案提供了依據(jù)。表1對軌道車輛橡膠進(jìn)行力學(xué)性能測試。

從表2可看出，1，3，5拉伸強(qiáng)度較高，均在20MPa以上，8拉伸強(qiáng)度最低，在6MPa左右;其他幾種試驗(yàn)?zāi)z料的拉伸強(qiáng)度居中，在15-18MPa的范圍內(nèi);7拉斷伸長率最大，達(dá)到800%以上，6的也較高，接近700%，8的最小，不足200%;其他試驗(yàn)?zāi)z料的居中，在400%～600%的范圍內(nèi);3、4的硬度較高，邵A硬度在70～80，其他試驗(yàn)?zāi)z料的邵A硬度在50～60之間。

3、4、7樣品經(jīng)過交變鹽霧試驗(yàn)后，拉伸強(qiáng)度基本不變，其他樣品的拉伸強(qiáng)度均有所減小;其中1、2和5變化較為明顯。3、4、5、7樣品經(jīng)過交變鹽霧試驗(yàn)后，硬度基本不變，6的硬度有所減小，其他樣品的硬度均有所增大。

綜合交變鹽霧試驗(yàn)結(jié)果，1、2試驗(yàn)前后變化較大。

4 結(jié)論

東部沿海地區(qū)鹽霧和濕熱交變對橡膠材料性能有較大的影響，在研究的8種軌道橡膠材料中，1（天然橡膠）、2（順丁橡膠）、5（氯丁橡膠）鹽霧試驗(yàn)性能變化明顯，其他橡膠相對變化不顯著。設(shè)計(jì)師在采用這三類橡膠制備相關(guān)制品時(shí)，應(yīng)設(shè)置必要的安全系數(shù)或其他措施。

參考文獻(xiàn)

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[2]孫琳，曹志偉，林化強(qiáng)，等.軌道車輛橡膠堆材料熱空氣老化性能研究[J].材料開發(fā)與應(yīng)用，2016，31（5）：113-117.