劉 璇，楊 睿

(清華大學化學工程系，北京 100084)

0 引 言

橡膠由于具有優(yōu)異的彈性，常作為密封材料使用，如制作墊片、O形圈、皮碗、油封、活門等[1-3]。橡膠密封材料廣泛應用于汽車、工程機械、電子設備、家居用品等領域，起到阻隔、防止泄漏和異物進入系統(tǒng)的重要作用[4-5]。橡膠的品種繁多，用作密封材料的包括天然橡膠(NR)、氟橡膠(FKM)、硅橡膠(VMQ)、氟硅橡膠(FVMQ)、三元乙丙橡膠(EPDM)、氯丁橡膠(CR)、丁腈橡膠(NBR)和氫化丁腈橡膠(HNBR)等[6]。各種橡膠的結構不同，相應地性能優(yōu)勢也有所不同。例如：NR的柔性、耐撓曲和隔振性能優(yōu)異[7-8]；FKM具有良好的阻燃性、抗氧化性和耐溶劑性[9-10]；VMQ具有良好的耐熱性和壓縮回彈性[11-12]；EPDM的電絕緣性和耐候性突出[13-14]；NBR具有良好的氣密性、耐磨性、耐油性和較高的性價比[15-17]；HNBR是NBR選擇加氫的產物，具有比NBR更優(yōu)異的耐高溫、耐氧化、耐化學品等性能，但價格較NBR更為昂貴[18-19]。

根據(jù)使用需求，橡膠密封材料可能長期暴露于油、空氣、熱、氧、水甚至化學試劑等環(huán)境中，逐漸發(fā)生老化，性能不斷惡化，最終發(fā)生密封失效[20]，造成事故和難以挽回的損失。例如1986年美國挑戰(zhàn)者號航天飛機升空后解體，導致7名宇航員全部罹難的事故，即源于火箭助推器一個密封圈的失效。因此，研究橡膠密封材料的老化機理、失效機制和壽命預測具有非常重要的意義。橡膠老化與分子鏈結構密切相關。分子鏈中含有C=C雙鍵的橡膠，如NR、CR和NBR等更容易受到氧和臭氧的攻擊[21]。在惡劣環(huán)境下，即使是分子鏈中不含C=C雙鍵的橡膠，如FKM、VMQ和EPDM等也會發(fā)生反應而失效[22-26]。

作者對橡膠密封材料的老化研究進展進行了綜述。以應用較廣的丁腈橡膠為例，介紹了橡膠密封材料的老化行為和老化機理，以及應力和介質對老化行為影響的研究，總結了老化評價指標和預測方法以及老化檢測技術，并指出了橡膠密封材料老化研究中仍然存在的問題。

1 老化行為和老化機理

橡膠密封材料在實際使用時，都是被裝配在部件中的，一般情況下不會直接暴露在外部環(huán)境中，所以受到陽光、臭氧、濕度變化和微生物等外部環(huán)境因素的影響較小，其性能變化主要與熱、氧、應力、介質和接觸的金屬材料有關。熱和空氣是橡膠密封材料最常接觸到的導致老化的環(huán)境因素[27]。橡膠熱氧老化的實質是橡膠分子鏈的交聯(lián)或斷裂(簡稱斷鏈)。如果以斷鏈為主，則表現(xiàn)為變軟、發(fā)黏，如NR；如果是分子鏈先斷裂，然后新的交聯(lián)反應占優(yōu)，則表面變硬、發(fā)脆、產生裂紋，如EPDM、NBR、HNBR等。橡膠的老化多為自動催化氧化機理，具體到不同種類的橡膠，發(fā)生的反應也不同。

以NBR為例，其丁二烯單元中含有一個不飽和雙鍵，熱氧老化過程以氧化交聯(lián)為主。ZHAO等[28-29]對NBR在60，80，100，125 ℃下熱氧老化過程中結構和性能的變化進行了綜合考察，結果如圖1所示,圖中：I-CH/I-CN、I-OH/I-CN、I-C=O/I-CN、I-C=C/I-CN分別為傅里葉紅外光譜法測定的-CH、-OH、-C=O和-C=C官能團的相對強度；交聯(lián)密度采用低維核磁共振方法測定，無量綱。在老化前期導致NBR彈性喪失的主要原因在于交聯(lián)反應的發(fā)生，老化后期斷鏈反應逐漸占優(yōu)，結構和性能指標突變。交聯(lián)和斷鏈反應的競爭導致橡膠的弛豫行為發(fā)生變化，在熱空氣條件下老化后期出現(xiàn)應力回升的現(xiàn)象[30]。NBR熱氧老化時主要發(fā)生交聯(lián)反應，且隨著交聯(lián)密度的增大，拉伸強度呈先增大后減小的趨勢[31-33]。與NBR相似，HNBR的熱氧老化過程同樣由交聯(lián)反應主導。隨著老化的持續(xù)進行，橡膠的硬度上升，彈性下降，逐漸喪失密封性能[34-36]。

圖1 NBR熱老化過程中化學結構和力學性能的時溫疊加曲線[28]Fig.1 Time-temperature superposition graphs of mechanical properties (a) and chemical structures (b) of NBR during thermal aging[28]

除了本體變化以外，老化過程中橡膠內各種添加劑的變化也得到了研究者的重視。YANG等[37]和LIU[38-39]采用裂解-氣相色譜/質譜(Py-GC/MS)跟蹤NBR和HNBR中抗氧劑和增塑劑的含量隨老化時間的變化，并將添加劑含量與結構、性能指標進行對應。研究結果表明：當抗氧劑含量下降到一定程度之后，NBR的氧化程度和交聯(lián)密度迅速增大，同時彎曲回復率迅速減?。欢诖酥?，橡膠的結構、性能指標并無明顯變化，說明抗氧劑對橡膠起到了顯著的保護作用。在HNBR中，增塑劑的作用更為顯著，如圖2所示，圖中TOTM為偏苯三甲酸三異辛酯。將喪失彈性的橡膠在模擬增塑劑的小分子酯中浸泡后，彈性甚至可以部分恢復。張凱等[40]對NBR-18進行熱空氣老化，發(fā)現(xiàn)橡膠在老化中后期力學性能下降除了與交聯(lián)密度增加有關外，也與橡膠內部的增塑劑癸二酸二丁酯向表面的擴散和揮發(fā)有關。添加劑在NBR和HNBR中的不同作用提示了2種可能的失效方法，即化學反應失效和物理失效?；瘜W反應失效發(fā)生時，分子鏈發(fā)生明顯的氧化交聯(lián)反應，交聯(lián)網絡固化失去彈性；物理失效發(fā)生時，分子鏈未發(fā)生化學反應，僅僅是由于增塑劑損失導致分子鏈活動能力下降而喪失彈性。在設定的老化溫度下，如果增塑劑更容易遷移損失，則物理失效占主導；如果抗氧劑更易損失，則氧化交聯(lián)反應更易發(fā)生，化學反應失效占主導。

圖2 HNBR熱氧化過程中彎曲回復率與I-C=O/I-CN和增塑劑TOTM峰強度的關系[39]Fig.2 Relationship between recovery from bending and I-C=O/I-CN(a) and peak intensity of plasticizer TOTM (b) of HNBR during thermo-oxidation aging[39]

橡膠的熱氧穩(wěn)定性還受到分子鏈結構、硫化體系及硫化工藝、添加劑和填料的影響。例如，丙烯腈含量高的NBR穩(wěn)定性更好[41]，飽和度高的HNBR穩(wěn)定性更好[42]，過氧化物/硫磺復合硫化膠的耐老化性能好于硫磺硫化膠的，白炭黑的防護作用優(yōu)于炭黑的[43]。加入抗氧劑是穩(wěn)定橡膠的基本方法[44]，抗氧劑并用和改性能獲得更優(yōu)的保護效果，例如抗氧劑RD和MB并用有助于HNBR在老化過程中拉伸強度的保持[45]；在4-對氨基二苯胺中插層磷酸鋯后混入NBR，能有效抑制橡膠分子鏈交聯(lián)反應的發(fā)生[46]。碳系填料如炭黑和石墨烯等除了具有補強效果外，還能提高橡膠的熱氧穩(wěn)定性[47-49]，層狀雙氫氧化物(LDH)也有類似的作用[50]。

2 應力和介質對老化的影響

橡膠密封材料使用時常處于受力狀態(tài)，并與潤滑油等介質接觸，因此其老化過程還要考慮應力和介質的影響。

施加應力時，橡膠分子鏈受到約束發(fā)生取向，分子鏈的反應活化能降低，老化進程加快[51]。外加應力與升溫對HNBR的熱氧老化具有對等的加速作用[52]。研究表明，應力并未改變NBR的老化機理，橡膠在老化過程中發(fā)生的主導反應仍然是分子鏈的交聯(lián)[53-55]。LOU等[56]和LU等[57]發(fā)現(xiàn)用平板壓縮HNBR時，壓應力對橡膠的老化過程影響甚微；K?MMLING等[58-59]發(fā)現(xiàn)平板壓縮甚至減緩了HNBR老化和擴散控制氧化(DLO)的發(fā)生。這一反?，F(xiàn)象可以用平板的阻隔作用進行解釋：平板阻止氧氣與橡膠接觸，同時抑制橡膠中的添加劑向外擴散損失，客觀上對橡膠起到了保護作用。

介質老化研究的常用方法是將橡膠浸泡在介質中，給予熱和空氣條件，然后與無介質浸泡的熱空氣老化進行對照[60-61]。油介質的影響包括幾個方面：油的溶脹作用會導致橡膠體積、硬度、強度、延伸率和質量發(fā)生變化，甚至發(fā)生溶解，造成系統(tǒng)泄漏；橡膠中的油溶性添加劑會被油介質萃取出來，降低橡膠的穩(wěn)定性；油中的極壓添加劑含有許多會劣化橡膠性能的化合物。因此，一般在有油介質存在的條件下，橡膠會受到油溶脹和氧化交聯(lián)的共同作用，穩(wěn)定性和壽命都會下降。LOU等[62-63]研究了NBR在液壓油中的加速老化行為，在70 ℃和90 ℃老化過程中以及110 ℃老化前期交聯(lián)反應占主導，液壓油浸泡時橡膠的氧化層增厚，表面空洞和裂紋較無液壓油浸泡時增多。羅云寶等[64]將NBR浸泡在液壓油中進行自然老化，發(fā)現(xiàn)液壓油浸泡條件下橡膠的老化程度比無浸泡自然老化條件下的低。LIU等[65]區(qū)分了商品潤滑油和基礎油對NBR熱氧老化的作用機理，熱氧老化過程中NBR交聯(lián)密度的變化如圖3所示(交聯(lián)密度采用溶脹法測定)?；A油的阻隔作用和耗氧作用減緩了橡膠的氧化交聯(lián)反應，對橡膠具有保護效果；商品潤滑油將NBR中的抗氧劑抽提出來，同時油中所含添加劑向橡膠中滲透，加速了橡膠的老化。AKHLAGHI等[66]發(fā)現(xiàn)生物柴油使得NBR中的炭黑顆粒與橡膠基體之間產生液泡，破壞了二者界面，橡膠變脆，同時ZnO逐漸溶解產生Zn2+，加速了NBR中腈基的水解。硫化加速劑和腈基含量對NBR的耐溶劑老化性能具有重要影響；高含量硫化加速劑TMTD和高腈基含量能有效提高NBR的耐溶劑老化性能[67-68]。納米黏土的存在有利于提高HNBR在潤滑油中的穩(wěn)定性[69]。潤滑油雖然能夠降低HNBR表面的摩擦因數(shù)，但也會使其表面變軟，磨損量反而增大，耐磨性能下降[70]。在110 ℃和130 ℃高溫鹽酸環(huán)境中，HNBR發(fā)生的老化反應主要是腈基水解形成酰胺基；在150 ℃和170 ℃下酰胺基轉化為羧基，產生大量NH3氣體，形成孔洞，使得橡膠性能嚴重惡化[71]。可見，強酸介質對橡膠的腐蝕作用比油介質更為顯著。

圖3 NBR在不同介質中熱氧老化時交聯(lián)密度的變化[65]Fig.3 Change of crosslinking density of NBR during thermo-oxidizing in different media[65]

應力和介質環(huán)境接近于橡膠密封材料的實際使用環(huán)境。鄭亮[72]用高壓和原油模擬石油勘探開發(fā)時的井下環(huán)境，高壓下原油的溶脹作用和抽提作用導致NBR性能下降。壓應力和液壓油同時存在時的影響較為復雜：壓應力導致分子鏈段發(fā)生取向，加速斷鏈反應，但對液壓油的滲入有阻礙作用；液壓油隔絕空氣與橡膠的接觸，降低氧化速率，但與橡膠存在物質交換[73-74]。LOU等[75-77]將HNBR壓縮在平板之間，再浸泡到液壓油中進行熱氧老化，通過比較自由/壓縮狀態(tài)和是否浸泡液壓油4種組合條件下O形圈的老化過程，綜合分析了應力和介質的作用。結果表明，壓縮促進分子鏈斷裂，液壓油加速橡膠氧化，但平板的阻隔作用在一定程度上補償了液壓油的破壞作用。劉曉等[78]、薛磊等[79]和CONG等[80-81]還分別研究了海水和H2S與高壓條件同時存在時NBR的熱氧老化過程：高壓海水浸泡導致橡膠的壓縮生熱量和壓縮永久變形量降低，阻尼性能惡化；高壓H2S環(huán)境顯著加速橡膠分子鏈的交聯(lián)反應，生成S-C=N交聯(lián)結構，橡膠明顯變硬、變脆。

動態(tài)摩擦是橡膠密封材料應用于軸承時的主要工況，此時必須考慮其摩擦磨損性能。橡膠的摩擦因數(shù)受液體、黏接和形變的共同影響。黏接是分子水平的連接和破壞，隨彈性模量的下降而減小，是黏彈性的函數(shù)。橡膠的滯后摩擦是耗能過程，伴隨內部阻尼，但隨彈性模量的下降而增大。磨損是局部破壞，是交聯(lián)網絡分解成小分子的結果。如果是尖銳表面，磨損導致拉伸破壞；如果是鈍表面，則導致疲勞破壞。摩擦和潤滑介質加速橡膠中添加劑的損失、橡膠的硬化和彈性喪失，并使得摩擦因數(shù)上升；如果潤滑介質中含有顆粒物質，會進一步破壞密封，導致泄漏[82-83]。不同的潤滑介質對橡膠的摩擦磨損性能影響不同，酯類基礎油對NBR力學性能的劣化比礦物油和聚烯烴合成油的更為嚴重[84]。

3 壽命評價指標和預測方法

對于橡膠密封材料來說，密封性能的喪失是由于接觸壓力減小導致的。老化產生的化學應力松弛、壓縮永久變形以及自動收縮均會導致接觸壓力減小。一般以斷裂伸長率[85-90]和壓縮永久變形量[91-97]作為壽命評價指標，以性能下降50%或70%作為臨界指標，也有使用拉伸強度進行壽命預測的例子[98]。吉連忠等[99]和QIAN等[100]同時使用斷裂伸長率和壓縮永久變形量對NBR進行壽命預測，發(fā)現(xiàn)不同評價指標得到的使用壽命差異顯著。事實上，這些評價指標在很多實際應用工況下并不適用。例如在靜密封條件下，由于存在橡膠與金屬間的黏附力，只要不拆卸，即使橡膠的性能已經發(fā)生相當大的變化，仍能保持良好的密封性能[101]；在動密封條件下情況更加復雜。橡膠密封材料的壽命評價指標有待進一步優(yōu)化。

橡膠密封材料的壽命評價通常采用加速熱氧老化試驗進行，老化溫度不應過高，以免改變機理，造成與實際情況的偏差。常用的壽命預測方法包括Arrhenius方法、Dakin方法、曲線疊合法和動力學曲線法等，如表1所示。

表1 常用的橡膠密封材料壽命預測方法Table 1 Typical lifetime prediction methods for rubber sealing materials

采用Arrhenius方法進行壽命預測，要求在所考察的溫度范圍內導致降解的機理不發(fā)生變化。事實上，該方法的一個固有缺陷是各種化學反應之間的競爭，以及氧化反應和擴散控制之間的競爭經常使得活化能具有溫度依賴性。在大多數(shù)條件下，所得到的總的老化速率和溫度的關系還是符合Arrhenius公式的，加速老化試驗結果與自然老化結果是相吻合的[109-110]。也有研究表明了非Arrhenius行為的存在[111-112]，原因包括：在研究涉及的溫度范圍內老化機理發(fā)生了變化，例如物理松弛、熱氧化降解/交聯(lián)、油介質的影響和水解等，如果占主導的機理發(fā)生變化，就可能出現(xiàn)對Arrhenius行為的偏離；DLO行為的影響；復雜的抗氧化行為，包括抗氧劑溶解性能的改變或遷移等。

Dakin方法要求每一加速老化溫度下的變化都要達到臨界值，因此試驗周期較長。

通過NR、NBR和CR等硫化膠3 a內自然貯存的試驗數(shù)據(jù)，可得到動力學曲線法的模型參數(shù)，并預測30 a內的性能變化，預測結果與自然老化數(shù)據(jù)的吻合度較好[113-114]。

對丁腈橡膠在60100 ℃，不同介質(空氣、潤滑油、液壓油)中進行加速熱老化試驗，利用試驗數(shù)據(jù)得到P-T-t模型參數(shù)，建立模型并計算自然老化下的性能變化。結果發(fā)現(xiàn)橡膠的松弛過程非常緩慢，預計使用上百年后應力僅下降30%40%，預測結果與30 a的室內自然老化結果相吻合[115]。

目前，橡膠制品的貯存壽命研究大多還是通過在熱烘箱內加速老化，并外推到參考或等效溫度來進行的。大量試驗結果證明，對于NBR、NR和SBR墊片、皮碗、密封圈等制品，加速老化試驗結果與自然老化結果相吻合[105-115]。但是，也有一些橡膠制品的加速老化預測結果與自然貯存結果差異較大[109]，原因包括：(1) 老化機理不同。烘箱加速老化反映的主要是熱老化性能，而硅橡膠和聚氨酯橡膠易水解，濕度的影響更大，因此預測的累積永久變形量下降緩慢,而實際變化很大。(2) 物理松弛的影響。氟橡膠在常溫下的物理松弛非常緩慢，使得加速老化預測的應力松弛與自然老化結果差異較大。(3) 油介質的溶脹。密封制品的累積永久變形量受老化和油溶脹兩方面共同影響。加速老化溫度高，橡膠制品很快達到溶脹平衡，老化引起的變化占主導；而室溫下老化慢，溶脹引起的尺寸變化占主導。因此，準確判定實際使用條件下橡膠密封材料的壽命仍然是老化研究領域的挑戰(zhàn)性課題。

4 老化表征方法

在橡膠老化過程中，會發(fā)生各種各樣的物理化學變化。因此，結構和性能的各種表征方法都可以用于橡膠老化的表征[116]。每種方法反映出某一側面的變化信息，需要綜合分析才能了解老化過程的全貌。常用的表征方法包括力學性能測定、化學結構分析、交聯(lián)密度測定、表面形貌觀測。

力學性能測試方法在工程上最為常用，包括拉伸強度、扯斷伸長率、應力松弛、累積永久變形、定伸應力等。然而，對于異形橡膠密封件而言，相應材料標準試樣的力學性能并不能反映其實際老化狀態(tài)。NBR異形密封件在80，100，125 ℃熱油和應力作用下的研究結果表明，密封件各個部位的老化狀態(tài)存在差異，這就要求研究者將實際使用制件老化狀態(tài)的不均勻性納入考慮范圍。

硫化膠的不溶不熔特性給化學結構分析制樣帶來一定困難，通常很難測定常規(guī)的紅外透射譜，需要采用衰減全反射紅外光譜(ATR-FTIR)方法進行橡膠表面紅外光譜測定[117]。對于有一定厚度的橡膠樣品，其老化程度在縱深方向是不均勻的，可以采用紅外顯微鏡配合超薄切片或ATR物鏡測定化學組成的空間分布。

在橡膠老化過程中，如果主要發(fā)生交聯(lián)反應，則表現(xiàn)為小分子和懸垂鏈端含量的減少；如果主要發(fā)生斷鏈反應，則小分子和懸垂鏈端的含量增加。這些變化會使核磁共振(NMR)氫譜的自旋-晶格弛豫譜和自旋-自旋弛豫譜發(fā)生顯著變化。KUHN等[118]建立了采用NMR測定橡膠交聯(lián)密度的方法；GARBARCZYK等[119]采用NMR測定老化前后NBR的弛豫譜，發(fā)現(xiàn)老化使得橫向弛豫時間明顯縮短，表明了NBR老化的交聯(lián)本質。除了總交聯(lián)密度外，交聯(lián)結構、單硫鍵、雙硫鍵及多硫鍵的比例及形成的結構對性能都有影響。橡膠的交聯(lián)結構可以使用化學探測劑進行研究[120]?；瘜W探測劑能均勻滲入交聯(lián)網絡并與特定的網絡結構以可控的速率發(fā)生反應，如甲基碘化物能劈裂NBR中的單硫鍵，但不影響C-C鍵；丙烷-2-硫醇和哌啶在甲苯溶液中處理NBR，基本只劈裂多硫鍵。

表面形貌常用電子顯微鏡進行觀察。原子力顯微鏡(AFM)不僅能觀察橡膠表面的形貌變化，通過相位模式還可以研究表面的模量變化及其空間分布。RAJEEV等[121]使用AFM研究了三聚氰胺短纖維填充NBR時纖維和橡膠基體之間的界面，發(fā)現(xiàn)70 ℃老化48 h后的界面結合力增強，橡膠的拉伸強度和模量都有所提高。

開發(fā)在接近使用溫度的較低溫度下的高靈敏度老化檢測技術有助于規(guī)避壽命預測外推時機理變化帶來的風險。該類檢測技術應具有以下特點：足夠靈敏，能在接近環(huán)境溫度下快速測定材料的早期降解；能測定與主要老化機理密切相關的性能；測定的性能在降解的早期和后期可以相互關聯(lián)。典型高靈敏度老化檢測技術包括耗氧法和紅外光譜原位測定法。耗氧法由WISE等[122]開發(fā)，研究結果表明NBR在23～96 ℃之間的耗氧量與位移因子有很好的線性關系，且耗氧量與斷裂伸長率對應良好，得到的活化能也一致。LIU等[123]開發(fā)了基于紅外光譜原位測定的老化評價方法，用紅外光譜實時監(jiān)測NBR在熱氧老化過程中添加劑的逸出情況，并建立了添加劑含量(以添加劑-N=C=S基團的吸光度表征)與橡膠彎曲回復率和斷裂伸長率的關系，如圖4所示。根據(jù)添加劑含量和力學性能的線性關系可以在30 min內快速判定橡膠的老化狀態(tài)，有望實現(xiàn)對橡膠密封材料使用壽命的快速準確判定。

圖4 添加劑-N=C=S基團吸光度與彎曲回復率和斷裂伸長率的關系[123]Fig.4 Relationship between absorbance of -N=C=S group of additive and recovery from bending (a) and elongation at break (b)[123]

5 結束語

橡膠密封材料經常發(fā)生熱氧老化，在此過程中會發(fā)生添加劑的遷移、橡膠分子的氧化和進一步交聯(lián)等變化，導致彈性和密封性能的下降。熱氧老化過程受到應力和潤滑油等介質的影響。橡膠密封材料的壽命評價大多基于材料的力學性能衰減行為，因此多采用Arrhenius方程、時溫等效疊加原理、老化動力學方程等進行壽命預測。老化過程中的物理化學變化可通過多種手段進行表征，包括力學性能測定、化學結構分析、交聯(lián)密度測定、表面形貌觀測等，高靈敏度老化檢測新技術也在開發(fā)中。

雖然橡膠密封材料的老化研究已經有60多a的歷史，但仍然存在一些未解決的問題，有待進一步研究。例如，老化研究的實例非常多，但對共性規(guī)律和老化機理的研究不夠。橡膠密封材料組成復雜，填料、添加劑等組分對橡膠基體老化機理的影響缺乏系統(tǒng)研究。加速老化過程多在熱氧條件下進行，無法反映具有不同老化機理的橡膠密封材料的實際老化行為，且濕度、應力和介質綜合作用下的加速老化試驗結果可能與單純熱氧老化結果不同。壽命預測多采用力學性能作為評價指標，且大多采用不受力狀態(tài)下加速老化后的標準試樣進行力學性能測定，這與實際受力工裝件的力學性能變化可能存在差異。橡膠密封材料的加速老化試驗方法和壽命預測標準較為陳舊。影響橡膠密封材料老化研究的另一個問題是加工過程的粗放導致產品的組成和性能的離散性大，使得老化過程中的性能變化規(guī)律性差，壽命預測方差大。這些問題一方面導致橡膠密封材料壽命預測不準確，使得維護成本增加，或造成安全隱患；另一方面也使得長壽命新材料的研制多從經驗出發(fā)，缺乏理論指導。

因此，未來橡膠密封材料的老化研究可以重點關注以下幾個方面：(1)橡膠密封材料的加速老化試驗方法研究。根據(jù)實際工況設定加速老化的條件(耦合溫度、濕度、應力、介質等因素)，并設定合理的加速范圍，開發(fā)相應的加速老化設備。(2)橡膠密封材料的老化機理研究，包括橡膠基體在老化過程中的變化、填料的影響、添加劑的影響，以及這些變化如何受溫度、濕度、應力和介質等外界條件的影響。(3)加速老化和實際工況下老化的對應性研究，包括產品老化的表征方法、產品和標準試樣性能變化的關聯(lián)。長期貯存/使用后產品的組成、結構和性能將成為重要的判據(jù)。在以上研究的基礎上，將能實現(xiàn)橡膠密封材料準確的壽命預測。當然，橡膠密封材料制備過程的可控和產品組成結構及性能的穩(wěn)定性是開展其老化研究的重要前提。