橡胶密封件广泛应用于汽车、航空航天、家电、管道系统中,长期暴露于含臭氧的大气环境中。臭氧具有强氧化性,即使浓度低至25–50 ppb,也能引发不饱和橡胶(如天然橡胶、丁苯橡胶)表面产生龟裂,导致密封失效、泄漏甚至安全事故。耐臭氧老化测试用于评估橡胶材料抵抗臭氧侵蚀的能力,是密封件选材与寿命预测的关键依据。
测试标准与依据
主要依据:
GB/T 7759.1《硫化橡胶或热塑性橡胶 压缩永久变形的测定》
ISO 1431-1《橡胶 耐臭氧龟裂的测定 第1部分:静应变试验》
ASTM D1149《橡胶在静态拉伸下暴露于臭氧环境中的标准试验方法》
测试方法与流程
1. 静态拉伸臭氧老化测试(最常用)
将哑铃状或矩形试样拉伸至规定应变(通常20%),固定于试样架。
置于臭氧老化试验箱中,设定条件:
臭氧浓度:25–300 pphm(常用50 pphm)
温度:40℃±2℃
湿度:≤65% RH(臭氧在高湿下易分解)
暴露时间:24h、48h、72h 或直至出现明显裂纹。
2. 动态臭氧测试(模拟实际工况)
在交变应力下进行臭氧暴露,更接近真实使用状态。
3. 结果评定
龟裂等级:按ISO 1431标准分为0–5级:
0级:无裂纹
2级:轻微裂纹(<10条/cm)
4级:严重龟裂(>100条/cm,深度>0.5mm)
临界时间:出现首条裂纹的时间,用于材料对比。
材料改进与应用
耐臭氧橡胶选择:三元乙丙橡胶(EPDM)、氯丁橡胶(CR)、硅橡胶(VMQ)本身饱和度高,耐臭氧性优异。
防护措施:
添加抗臭氧剂(如对苯二胺类);
表面涂覆保护蜡;
避免在静态拉伸状态下长期使用NR/SBR。
结论
橡胶密封件耐臭氧老化测试是预防早期失效的重要手段。在材料研发阶段即开展该测试,可显著降低售后故障率。随着新能源汽车、轨道交通等高端装备对密封可靠性要求提升,耐臭氧性能已成为橡胶配方设计的核心指标之一。



