倉(cāng)庫(kù)里放了兩年的橡膠密封條，拆封時(shí)表面全是細(xì)紋，用手一掰就斷。有人說(shuō)是老化，有人說(shuō)是配方問(wèn)題，其實(shí)兩種情況都有可能，區(qū)分的辦法很簡(jiǎn)單：看裂紋方向。

臭氧龜裂的裂紋跟應(yīng)力方向垂直，而且只出現(xiàn)在被拉伸的表面上，沒(méi)受力的部位光滑如新。熱氧老化是整體發(fā)硬發(fā)黏，裂紋沒(méi)有這個(gè)規(guī)律。只看外觀很容易判錯(cuò)，判錯(cuò)了配方怎么調(diào)都調(diào)不對(duì)。

一、臭氧對(duì)橡膠做了什么

橡膠分子鏈里的碳碳雙鍵，遇到臭氧會(huì)斷。斷了之后表面生成一層氧化膜，這層膜沒(méi)有彈性，底下的橡膠還在受力，膜就裂開(kāi)了。裂紋一旦出現(xiàn)，臭氧順著裂縫往里走，越裂越深。

整個(gè)過(guò)程有個(gè)特點(diǎn)：不受力的橡膠，表面生成氧化膜之后反而被保護(hù)住了，裂不動(dòng)。所以臭氧龜裂只在拉伸狀態(tài)下發(fā)生，這是它跟其他老化最不一樣的地方。試驗(yàn)必須給試樣加上拉伸，道理就在這里。

濃度不需要很高。大氣里的臭氧濃度通常在 1~5 pphm，實(shí)驗(yàn)室為了加速，一般用 50~500 pphm。溫度也很關(guān)鍵，40℃ 左右是反應(yīng)速率和機(jī)理都比較穩(wěn)定的區(qū)間，這也是多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)把試驗(yàn)溫度定在 40℃ 的原因。

二、靜態(tài)和動(dòng)態(tài)，是兩種試驗(yàn)

這是選型時(shí)最先要弄清楚的事，也是最容易買錯(cuò)的地方。

靜態(tài)拉伸的做法是：把試樣拉長(zhǎng)到規(guī)定伸長(zhǎng)率（常見(jiàn) 10%、20%、30%），夾在夾具上放進(jìn)臭氧箱，到時(shí)間取出來(lái)看有沒(méi)有裂紋、裂紋到幾級(jí)。試樣全程不動(dòng)。

動(dòng)態(tài)拉伸不一樣，試樣在臭氧環(huán)境里被反復(fù)拉伸和回彈，一邊動(dòng)一邊受臭氧攻擊。這更接近實(shí)際工況：汽車門窗密封條開(kāi)關(guān)門時(shí)就在反復(fù)變形，輪胎側(cè)壁跑起來(lái)每轉(zhuǎn)一圈都被撓曲一次。

兩種試驗(yàn)的設(shè)備和判定方法都不同，報(bào)告上的條款號(hào)也不一樣。 有的客戶圖紙只寫"按耐臭氧試驗(yàn)"，沒(méi)寫方法，這時(shí)候要回頭問(wèn)清楚，別默認(rèn)。

對(duì)設(shè)備的要求也落在具體機(jī)構(gòu)上：靜態(tài)只要夾具能把試樣拉住就行；動(dòng)態(tài)需要一套能帶著試樣反復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，還要能調(diào)頻率、調(diào)行程。買的時(shí)候?qū)χ@兩點(diǎn)問(wèn)，比看宣傳冊(cè)有用。

三、哪些件繞不過(guò)這一項(xiàng)

橡膠制品里，這幾類的耐臭氧指標(biāo)通常是強(qiáng)制項(xiàng)：

汽車門窗密封條、雨刮膠條、散熱器軟管長(zhǎng)期暴露在大氣里又處于裝配應(yīng)力下，是臭氧龜裂的高發(fā)區(qū)。輪胎側(cè)壁也一樣，行駛中反復(fù)撓曲，屬于典型的動(dòng)態(tài)工況。

電線電纜的護(hù)套和絕緣層要單獨(dú)說(shuō)。發(fā)電站和高壓環(huán)境附近臭氧濃度比一般大氣高，標(biāo)準(zhǔn)里有專門針對(duì)電纜的試驗(yàn)條款。

O 型圈、油封、膠管、輸送帶、鞋底、減震件，只要材料是不飽和橡膠（天然膠、丁苯膠、順丁膠、丁腈膠都算），出廠檢驗(yàn)基本都要過(guò)這一項(xiàng)。EPDM、硅橡膠、氟橡膠這類低不飽和度的材料耐臭氧性能好得多，但共混和硫化工藝照樣影響結(jié)果，該測(cè)還得測(cè)。

四、怎么挑設(shè)備

先把濃度范圍看清楚。試驗(yàn)常用的濃度從 50 pphm 到 500 pphm 不等，有的標(biāo)準(zhǔn)更高。設(shè)備標(biāo)稱范圍要能覆蓋你常用的那幾檔，而且低濃度段的精度更重要，50 pphm 時(shí) ±10% 的誤差跟 500 pphm 時(shí)完全是兩回事。

溫度區(qū)間和均勻度也要對(duì)。多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)把試驗(yàn)溫度定在 40℃ 附近，設(shè)備能在 20~60℃ 使用就夠用。真正影響結(jié)果可比性的是均勻度，箱里不同位置的試樣如果差了三五度，同一批樣品能測(cè)出兩個(gè)結(jié)論。

然后看拉伸機(jī)構(gòu)。前面說(shuō)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)，落在設(shè)備上就是兩套不同的配置。做動(dòng)態(tài)的，要確認(rèn)行程和頻率能不能調(diào)，樣品架能不能同時(shí)掛多個(gè)試樣。

容積按樣品數(shù)量定，別只看能不能放進(jìn)去。試樣掛上架之后彼此不能遮擋，氣流要能流過(guò)每一個(gè)試樣表面，密密麻麻掛一排的做法，測(cè)出來(lái)的數(shù)據(jù)沒(méi)法用。

最后問(wèn)傳感器。臭氧濃度的檢測(cè)方式直接決定長(zhǎng)期使用的穩(wěn)定性，也決定校準(zhǔn)周期和費(fèi)用。

五、海達(dá) HD-E801 的配置

海達(dá)的臭氧老化試驗(yàn)箱是 HD-E801，幾個(gè)關(guān)鍵參數(shù)如下：

樣品架的旋轉(zhuǎn)配合上下拉伸機(jī)構(gòu)，這套配置既能做靜態(tài)條件下的暴露試驗(yàn)，也能帶著試樣在臭氧環(huán)境里反復(fù)拉伸，覆蓋前面說(shuō)的兩類方法。控制器帶溫濕度、臭氧、轉(zhuǎn)盤多組 PID，響應(yīng)時(shí)間 0.1s，需要聯(lián)機(jī)遠(yuǎn)程控制的要在訂貨時(shí)說(shuō)明。

六、標(biāo)準(zhǔn)這塊

官網(wǎng)老化試驗(yàn)箱的資料里收錄了這幾個(gè)號(hào)：

GB/T 7762-2003《硫化橡膠或熱塑性橡膠 耐臭氧龜裂 靜態(tài)拉伸試驗(yàn)》，這是做靜態(tài)法最常用的依據(jù)。GB/T 2951.21-2008 和 GB/T 2951.5-1997 是電纜絕緣和護(hù)套的試驗(yàn)方法，做線纜的看這兩個(gè)。

前面提到的動(dòng)態(tài)拉伸試驗(yàn)，對(duì)應(yīng)的是另一份標(biāo)準(zhǔn)（行業(yè)內(nèi)通常指 GB/T 13642），我們的資料里沒(méi)有收錄具體號(hào)和版本。動(dòng)態(tài)法要不要做、按哪個(gè)號(hào)判定，寫委托單之前按現(xiàn)行版本核一遍，別拿記憶里的舊號(hào)去談驗(yàn)收。

另外提醒一句：GB/T 7762 標(biāo)注的是 2003 版，年份不短了。標(biāo)準(zhǔn)換版后試驗(yàn)條件和判定分級(jí)可能有調(diào)整，做出口或者進(jìn)主機(jī)廠體系的，先確認(rèn)客戶指定的是哪一版。

七、幾件容易忽略的事

掛試樣這件事上容易出問(wèn)題。氣流要流過(guò)每一個(gè)試樣表面，掛得太密，有的試樣實(shí)際接觸的臭氧濃度偏低，同一批測(cè)出來(lái)的結(jié)果分散度會(huì)很大。

夾具材質(zhì)也要看。夾具本身在臭氧環(huán)境里同樣會(huì)受影響，用錯(cuò)材質(zhì)會(huì)污染試樣，或者夾具比試樣先壞。

臭氧箱和紫外老化箱是兩臺(tái)設(shè)備，管的不是一回事。紫外老化針對(duì)的是陽(yáng)光中的 UV 段，考核變色、粉化、強(qiáng)度下降；臭氧老化針對(duì)的是大氣中的臭氧，考核龜裂。有的客戶兩個(gè)都要，那就得配兩臺(tái)，用一臺(tái)去湊另一臺(tái)的報(bào)告，條款對(duì)不上。

換氣老化（熱空氣老化）又是另一項(xiàng)，考的是材料在高溫和空氣置換條件下的性能變化。三項(xiàng)老化經(jīng)常一起出現(xiàn)在一張委托單上，別混著看。

最后說(shuō)尾氣。臭氧對(duì)人體有害，排氣要處理好，安裝位置得提前考慮通風(fēng)。

八、怎么配

做橡膠制品來(lái)料和出廠檢驗(yàn)的，臭氧箱基本是必配項(xiàng)，加上一臺(tái)拉力機(jī)測(cè)力學(xué)性能，把臭氧前后的拉伸強(qiáng)度、扯斷伸長(zhǎng)率對(duì)比起來(lái)看，這份報(bào)告才有說(shuō)服力。

做汽車密封條和膠管的，建議再配一臺(tái)恒溫恒濕箱做狀態(tài)調(diào)節(jié)。試樣在試驗(yàn)前的溫濕度狀態(tài)，直接影響結(jié)果的可比性。

做線纜護(hù)套的，臭氧箱和換氣老化箱一起上，兩項(xiàng)都是強(qiáng)制項(xiàng)。

預(yù)算這塊我們不報(bào)死價(jià)。臭氧箱的報(bào)價(jià)跟容積、濃度控制方式、拉伸機(jī)構(gòu)配置都有關(guān)，動(dòng)態(tài)機(jī)構(gòu)的配置成本比純靜態(tài)高不少。把要做的產(chǎn)品、對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)號(hào)和試驗(yàn)方法發(fā)過(guò)來(lái)，我們按實(shí)際配置報(bào)。