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臭氧老化壓縮永久變形檢測

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發(fā)布時間：2025-08-18 04:10:12 更新時間：2025-08-17 04:10:12

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作者：中科光析科學技術研究所檢測中心

臭氧老化壓縮永久變形檢測：原理、方法與標準解析

臭氧老化壓縮永久變形檢測是評估高分子材料（尤其是橡膠、彈性體等）在長期暴露于臭氧環(huán)境下的耐老化性能和力學穩(wěn)定性的重要手段。臭氧是一種強氧化性氣體，對不飽和橡膠（如天然橡膠、丁苯橡膠、順丁橡膠等）具有極強的破壞作用，能引起材料表面龜裂、開裂，導致材料性能急劇下降。壓縮永久變形（Compression Set）則是衡量材料在受壓后恢復原狀能力的指標，該性能直接關系到密封件、墊圈、減震材料等在實際使用中的可靠性和壽命。因此，臭氧老化壓縮永久變形檢測不僅能夠模擬材料在實際服役環(huán)境中的老化過程，還能為材料選型、配方優(yōu)化、產品設計及質量控制提供科學依據。該檢測項目廣泛應用于汽車、航空航天、軌道交通、電子電器、建筑密封等領域，是高分子材料研究與工業(yè)生產中的關鍵質量控制環(huán)節(jié)。

檢測項目概述

臭氧老化壓縮永久變形檢測主要評估材料在特定臭氧濃度和溫度條件下，經歷一定時間的老化后，其在壓縮狀態(tài)下的永久變形程度。該檢測項目不僅關注材料的抗臭氧能力，還綜合考察材料在應力作用下的恢復能力。檢測結果以壓縮永久變形率（%）表示，數值越低，說明材料的抗老化性能和彈性恢復能力越強。檢測過程中，樣品在受壓狀態(tài)下置于臭氧老化箱中，經過規(guī)定時間的老化后釋放壓力，測量其恢復后的厚度，通過計算得出壓縮永久變形值。

常用檢測儀器

進行臭氧老化壓縮永久變形檢測，需配備以下關鍵儀器設備：

臭氧老化試驗箱：可精確控制臭氧濃度（通常為50～100 ppb）、溫度（35℃～60℃）和濕度，具有良好的氣流循環(huán)系統(tǒng)，確保臭氧分布均勻。
壓縮永久變形測試儀：用于對試樣施加預定壓力并保持一定時間，包括加載裝置、位移傳感器和數據采集系統(tǒng)。
精密測厚儀：如數顯千分尺或激光測厚儀，用于準確測量樣品在老化前后及釋放壓力后的厚度，確保數據精確。
恒溫恒濕箱（可選）：用于樣品預處理和老化后的調節(jié)，確保測試條件一致。

檢測方法

臭氧老化壓縮永久變形檢測通常依據標準方法進行，主要步驟如下：

樣品制備：按照相關標準裁切試樣，常用標準試樣為圓形或矩形，厚度一般為2.0±0.2 mm，直徑或長度為20±1 mm。
預處理：將試樣在標準溫度（23±2℃）和濕度（50±5% RH）條件下放置至少4小時，以消除應力和吸濕影響。
壓縮加載：將試樣置于壓縮永久變形測試儀中，施加規(guī)定的壓縮率（通常為25%或30%），并保持24小時，期間保持恒溫。
臭氧老化：將已壓縮的試樣放入臭氧老化試驗箱中，在設定臭氧濃度（如50 ppb）、溫度（通常為40℃）條件下進行老化，時間一般為72小時或168小時。
釋放壓力：老化結束后，取出試樣，立即在標準條件下恢復2小時，使彈性恢復趨于穩(wěn)定。
厚度測量：使用精密測厚儀測量試樣在釋放壓力后的厚度，重復測量3次取平均值。
計算壓縮永久變形率：
壓縮永久變形率（%）= [(h? - h?) / h?] × 100%
其中，h? 為原始厚度，h? 為老化后釋放壓力后的厚度。

主要檢測標準

臭氧老化壓縮永久變形檢測需遵循國際或國內權威標準，確保檢測結果的可比性和有效性。常見的檢測標準包括：

GB/T 7762-2017《硫化橡膠或熱塑性橡膠耐臭氧老化試驗方法》
ISO 1431-1:2018《橡膠、塑料和彈性體——臭氧老化試驗——第1部分：靜態(tài)拉伸法》
ASTM D1149-18《Standard Test Method for Rubber Deterioration by Ozone Cracking》（橡膠臭氧龜裂試驗標準方法）
ISO 815-1:2019《Rubber, vulcanized or thermoplastic — Determination of compression set — Part 1: Static compression method》（硫化橡膠或熱塑性橡膠壓縮永久變形測定——靜態(tài)壓縮法）

上述標準詳細規(guī)定了試樣尺寸、臭氧濃度、溫度、測試時間、壓縮率、測量方法及結果判定準則，是開展臭氧老化壓縮永久變形檢測的重要依據。在實際檢測中，應根據材料類型、應用領域及客戶要求，選擇合適的測試標準進行操作。

結果分析與應用

檢測結果可用于評估材料的抗臭氧老化性能和長期使用穩(wěn)定性。例如，壓縮永久變形率低于15%通常認為材料具有良好的抗老化性能，適用于戶外或高臭氧環(huán)境下的應用。若變形率超過30%，則表明材料老化嚴重，需調整配方或更換材料。此外，該檢測還可用于對比不同配方、不同硫化體系或添加劑對材料耐老化性能的影響，為材料研發(fā)提供數據支持。

綜上所述，臭氧老化壓縮永久變形檢測是一項綜合性強、技術要求高的質量控制項目。通過科學的檢測儀器、規(guī)范的檢測方法和嚴格的標準執(zhí)行，可有效評估高分子材料在真實環(huán)境中的耐久性，為工業(yè)產品安全可靠運行提供保障。