彈性體材料應用專家
減振降噪解決方案提供商

新聞

海洋環境中橡膠材料的老化行為

Posted on13 November 2025

一、簡介


由於其 高彈性, 優良的氣密性, 和 對各種介質的抵抗力, 橡皮 被廣泛應用於 石油和天然氣密封系統 為了 航天, 航空, 和 海軍武器裝備.
隨著我國的快速發展 中國國防工業, 硫化橡膠組件 已變得越來越重要 航空航天設備, 船舶, 和 深海工程.
尤其是在復雜的情況下 海洋環境, 橡膠密封材料 必須承受 高濕度, 鹽霧, 和 機械應力 同時對材料的性能提出了更高的要求 長期穩定 使用壽命.

目前,大多數研究針對 橡膠老化 專注於 熱氧化老化行為 硫化橡膠,主要研究溫度和氧氣對其性能的影響。
然而,在 海洋環境、因素如 油介質, 腐蝕性氣體, 和 鹽霧 共存,嚴重影響 密封性能 使用壽命 硫化橡膠組件.

相比之下, 非硫化橡膠零件 (例如 部分交聯的保護墊, 橡膠塗料, 和 現場使用的臨時密封件)由於缺乏穩定的交聯網絡而表現出較差的耐老化性。
這些材料容易出現 表面軟化, 形變, 和 性能下降 在海洋暴露下。


2、橡膠老化的原因和影響


產生的原因 橡膠老化 可以分為 固有的 外在 因素:

內在因素 包括 化學成分 聚合物結構, 分子構象, 結晶度, 鏈條糾纏,以及加工過程中引入的斷鍊或氧化。

外在因素 包括 , 臭氧, 溫度, 濕度, 鹽霧, 模具, 和 紫外線輻射 在環境中。

為了 硫化橡膠組件, 一個 三維交聯結構 提供良好的 抗應力鬆弛 化學穩定性.
然而,長時間接觸 海洋環境 仍可引起 交聯鍵斷裂, 表面開裂, 或者 硬化.

非硫化橡膠件另一方面,缺乏硫化處理。他們的 鬆散的分子鏈 自由體積大 讓他們更容易受到 海洋離子, 氧化劑, 和 紫外線輻射,導致加速衰老。

衰老引起的性能變化包括:

外觀變化: 表面硬化、開裂、發粘、變色。

物理和化學降解: 減少 密度, 硬度, 抗拉強度, 壓縮形變, 粘彈性, 和 電氣特性.

因此,在實際應用中,例如 航空航天油封, 海軍防護墊, 和 深海密封圈,有必要建立獨特的 老化評價標準 為了 硫化的 非硫化橡膠製品.


3. 加速老化測試和使用壽命預測


在工程實踐中, 橡膠製品—尤其 硫化橡膠組件—使用壽命往往長達十年以上。
為了模擬長期使用, 高溫加速老化試驗 被普遍僱用。

早期研究使用 吸氧量 作為老化率的指標,後來演變為諸如 烤箱老化, 氧氣彈, 空氣炸彈, 和 人工風化 測試。
當今最廣泛使用的方法是基於 阿累尼烏斯經驗關係 時間溫度疊加原理,假設溫度每升高 10 °C, 反應率 雙打。

然而,在 海洋環境, 傳統的 加速老化預測模型 顯示偏差是由於:

不同的 反應機制 在不同的溫度區域,

抗氧化劑遷移或沉澱,

聚合物形態演化, 和

氧擴散限制 與試樣厚度有關。

因此,對於 硫化橡膠組件 經營於 海上服務條件,建議降低加速老化溫度,延長試驗時間,或開發 多因素耦合模型 涉及 濕度, 鹽霧, 和 微生物活性 改善 壽命預測精度.

為了 非硫化橡膠零件,由於缺乏穩定的交聯網絡, 軟化或失效 在加速老化過程中迅速發生。
因此,傳統的 基於阿累尼烏斯 推斷是不可靠的,而且只能 短期穩定性評估 一般都進行。


4. 海洋環境模擬加速測試


鑑於該問題的複雜性 海洋環境,單因素測試,例如 濕度-熱量, 鹽霧, 或者 模具暴露 不能完全複製實際使用情況。

在本研究中,改進的 濕熱老化儀 被採用,用蒸餾水代替 人造海水,並進行測試 90℃ 98%濕度 模擬多因素加速老化。
該方法增加了 老化率 大約由 八倍,允許快速評估 硫化橡膠組件 在下面 海洋暴露.

實驗結果為選擇提供了有價值的指導 密封材料 海軍艦艇, 潛水裝備, 和 海底電纜,同時還有助於優化 短期穩定 非硫化橡膠部件 防護結構應用.

海洋環境中橡膠材料的老化行為

由於其 高彈性優良的氣密性, 和 對各種介質的抵抗力橡皮 被廣泛應用於 石油和天然氣密封系統 為了 航天航空, 和 海軍武器裝備.

相關新聞
相關產品

如果您對我們的產品感興趣,則可以選擇將您的信息留在這裡,我們很快就會與您聯繫。

  • captcha