軌道車輛橡膠東部海洋典型服役環境適應性分析

　　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境中的光、熱、氧、鹽霧等作用或在服役環境中受到外應力的作用，性能逐漸劣化導致最終失去使用價值。針對軌道車輛用橡膠材料在東部海洋典型服役環境的老化因素分析，建立試驗是加速老化評價方法，對其長期性能進行評估，對于準確地預測材料的有效性具有重要的意義。

　　關鍵詞：軌道車輛;橡膠;東部海洋;服役環境

　　0引言

　　東部沿海環境濕度、鹽度較大，高濕高鹽環境對橡膠材料的使用影響主要體現在：

　　(1)部分特種橡膠材料對濕度較為敏感。長期高濕環境下應用可能會加速分子鏈水解講解，降低材料壽命。

　　(2)高濕環境會加速微生物在橡膠表面的富集，從而加速材料的老化。高濕、高鹽環境因素對材料的性能影響往往相互促進，在開展環境影響試驗時將兩因素關聯起來考慮。鹽霧環境對橡膠材料的劣化主要是由鹽、水與材料的綜合化學反應所引起，劣化速率很大程度上取決于試樣表面的含氧鹽溶液量、試樣所處環境溫度及濕度。試驗環境溫度、濕度及鹽度是交變鹽霧加速試驗需要設定的三個主要參數。

　　本文以株洲時代新材料科技股份有限公司提供8種軌道車輛橡膠試驗材料為研究對象，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)，以青島試驗站為東部沿海代表，提取環境因素和指標，確定試驗條件。采用電子拉力機測試了鹽霧環境前后材料的力學特性，并分析了鹽霧環境前后橡膠材料的力學性能變化情況。

　　1試驗方法

　　采用CMT6104電子拉力機按GB/T528-2009《硫化橡膠或熱塑性橡膠拉伸應力應變性能的測定》測試橡膠的拉伸強度和拉斷伸長率。采用邵氏硬度計按照GB/T531.1-2008《硫化橡膠或熱塑性橡膠壓入硬度試驗方法第一部分：邵氏硬度計法(邵爾硬度)》進行樣品邵氏硬度的測試。

　　2東部沿海地區環境特性分析

　　以青島試驗站為例，年平均濕度和海水年平均鹽度統計數據(1998-2013年)，年平均濕度74%，海水年平均鹽度32%。青島的年平均氣溫為13℃。結合GB/T2423.18和GB/T10125鹽霧試驗方法，依據青島試驗站環境檢測數據，最高氣溫27℃、平均濕度74，確定交變鹽霧試驗條件為：[鹽霧(27%C&2h)+濕熱(濕度93%，40%C&7d)]&4周期。

　　3力學性能試驗

　　力學性能是高分子材料的基本性能，是其它性能得以實現的基礎，也是研究材料耐老化性能的一般指標。通過對未老化樣品力學性能的測試，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方案提供了依據。1，3，5拉伸強度較高，均在20MPa以上，8拉伸強度最低，在6MPa左右;其他幾種試驗膠料的拉伸強度居中，在15-18MPa的范圍內;7拉斷伸長率最大，達到800%以上，6的也較高，接近700%，8的最小，不足200%;其他試驗膠料的居中，在400%～600%的范圍內;3、4的硬度較高，邵A硬度在70～80，其他試驗膠料的邵A硬度在50～60之間。

　　3、4、7樣品經過交變鹽霧試驗后，拉伸強度基本不變，其他樣品的拉伸強度均有所減小;其中1、2和5變化較為明顯。3、4、5、7樣品經過交變鹽霧試驗后，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。綜合交變鹽霧試驗結果，1、2試驗前后變化較大。

　　4結論

　　東部沿海地區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)鹽霧試驗性能變化明顯，其他橡膠相對變化不顯著。設計師在采用這三類橡膠制備相關制品時，應設置必要的安全系數或其他措施。

　　參考文獻

　　[1]楊清芝.現代橡膠工藝學[M].北京：中國石化出版社，1997.

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

　　材料類論文投稿期刊：《材料開發與應用》(雙月刊)創刊于1979年，是中國造船工程學會船舶材料學術委員會和洛陽船舶材料研究所共同主辦、海洋腐蝕與防護國家重點實驗室協辦的材料科學技術性刊物，國內外公開發行。

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