由于輪胎用橡膠的物理和化學(xué)性能受不同環(huán)境因素的影響而發(fā)生變化，所以，必須開發(fā)復(fù)雜的配方來達(dá)到和保持長期的理想性能。保持材料的性能同獲得理想的初始性能同樣重要。日前，工業(yè)中用來評價輪胎外層膠耐久性的標(biāo)準(zhǔn)試驗方法，只考慮一種或最多兩種影響因素。然而，輪胎外層膠在實際使用中是受動態(tài)疲勞作用的，是暴露在氧氣、臭氧、熱、紫外光、不同液體等多種環(huán)境因素下，各種因素之間的相句_影響也不清楚。所以，基于日前的標(biāo)準(zhǔn)試驗方法，真正進(jìn)行輪胎外層膠的老化性能預(yù)測是非常困難的。
本研究的最終目的是開發(fā)一種適用于輪胎外層膠的人工模擬使用的加速老化試驗，該方法具有可重復(fù)性，有多種試驗條件來模擬不同的氣候或工作環(huán)境。第一步，提出了一種含有多個單一影響因素的子試驗的循環(huán)試驗方法，并與動態(tài)戶外老化和兩個標(biāo)準(zhǔn)單一因素的試驗——熱老化和動態(tài)臭氧老化進(jìn)行了對比。盡管循環(huán)試驗包括熱、臭氧、紫外光、動態(tài)拉伸和水溶液等老化影響因素試驗，認(rèn)為是可行的，但是沒有考慮多個因素的相句_作用，并目_耗時低效，對工業(yè)應(yīng)用沒有吸引力。下一步，設(shè)計和制造加速戶外老化試驗箱，包括熱、臭氧、紫外光、動態(tài)拉伸和水溶液等老化影響因素試驗，并與動態(tài)戶外老化和循環(huán)老化試驗進(jìn)行了對比。采用相同的4種配方，以材料性能的下降作為老化時間的參數(shù)。
試驗箱可以重復(fù)試驗，并能模擬和加速動態(tài)戶外老化，因此，必須盡可能多的綜合實際使用中遇到的老化影響因素，如前而提到的熱、臭氧、氧氣、紫外光、液體、濕度和動態(tài)應(yīng)變等。
試驗箱的試驗環(huán)境要包含老化影響，也要容易改變溫度以模擬不同的氣候條件。采用裝有溫度控制系統(tǒng)的試驗箱可以使溫度的最小值不同。
環(huán)境中的臭氧可以由臭氧發(fā)生器產(chǎn)生，并將其出口放置在試驗箱內(nèi)保持試驗環(huán)境下的臭氧濃度不變。臭氧濃度的控制是關(guān)鍵。隨時間的延長，臭氧會消耗掉，所以，排入空氣的同時要連續(xù)產(chǎn)生臭氧，較好使用風(fēng)扇均勻地將試驗環(huán)境中的臭氧分散，避免“過熱點”一此區(qū)域臭氧濃度高于其他區(qū)域，對流式試驗箱可以解決上述問題。將臭氧發(fā)生器的出曰放在試驗箱內(nèi)，利用安置在試驗箱上的風(fēng)扇使臭氧均勻分布于試驗箱內(nèi)。ASTM標(biāo)準(zhǔn)提出了最小試驗體積和控制空協(xié)臭氧交換速度的方法。
為了獲得高的氧氣濃度，試驗箱需要加壓。http://laohua.hjunkel.com 但是，不同的輸入和輸出需要使得多因素實驗不合實際。例如，產(chǎn)生穩(wěn)定的、分散均勻的臭氧，需要在排出空氣的同時有恒定的臭氧量。為此，需要提高溫度來加速氧化反應(yīng)。
紫外燈模擬太陽光譜( 300nm-400nm)可以研究紫外光老化。通過調(diào)整紫外燈和試樣之間的距離來控制光強(qiáng)。由于試驗方法中包括噴淋過程，所以，必須關(guān)注試驗箱內(nèi)的紫外燈，要在燈管末端加防護(hù)蓋以保護(hù)內(nèi)部的電子元件。
老化過程中液體的正確選擇非常復(fù)雜。橡膠受多種不同液體的影響，包括水、酸雨、油、洗滌劑和拋光液等，而橡膠暴露在每種液體中的情況顯著依賴于用戶對輪胎的使用情況。選定了實際使用中輪胎接觸最多的、最苛刻的液體后，就要對試樣進(jìn)行噴淋。有必要采用相同的噴淋條件以保證所有試樣相同的濕度。試驗中可以使用多種不同的液體，但是，這需要有多個泵，還要完全掌握暴露在每種液體的時間。
濕度是老化環(huán)境中另一個難實現(xiàn)的因素。要產(chǎn)生濕度梯度的環(huán)境需要將試樣放入盛有水的容器中，該容器可以被外部的對流加熱器加熱產(chǎn)生需要的濕度。這是一個具有挑戰(zhàn)性的工作，其他老化因素中也包含了濕度的影響。因此，當(dāng)前的試驗箱并不將濕度作為一個老化因素。
整個老化過程中動態(tài)拉伸應(yīng)變是一個苛刻的因素。為了包含該因素的影響，拉伸裝置要能夠夾持試樣，并能拉伸試樣。理想的拉伸裝置的應(yīng)變和頻率可以變化，以模擬不同的工作條件。
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