Page 107 - 《橡塑技术与装备》2026年1期

测试与分析
TEST AND ANALYSIS

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式中 (TE) f 为 t 时刻的分数应变能 ； k′ 是温度为 比 2 试样的速率常数高，说明硫磺硫化的试样不如过
T 温度下的有效速率系数 ； a' 是截距因子。这个速率 k' 氧化物硫化试样的耐热性好。同一种试样，老化温度
指特定硫化橡胶试样的整体性能劣化率。k' 的值可以 越高，速率常数越大，每增加 10 ℃，反应速率增加
通过在特定温度下使用随时间的斜率对实验数据进行 2~3 倍。在本研究中，速率的经验法则并不是一个简
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回归分析来确定。如前表 3~6 所示 1 和 2 EPDM 硫 单的恒定值。老化温度升高 10 ℃，1 试样速率常数
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化胶在四种老化温度下的拉伸性能。根据表 3~6 测试 提高 1.5~2 倍，2 试样速率常数提高约 2 倍，老化程
结果计算其分数应变能，回归分析结果如图 2(g)~(n) 度加剧。由式 (2) 所表达的关系可以方便地描述本研
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所示。从图 2 和表 7 可以看出，1 试样和 2 试样不同 究中 EPDM 化合物在线性时间内的老化行为。作为需
温度下的回归方程相关性系数在 0.986 以上，具有良 要耐热老化部件，使用低硫和过氧化物固化体系以及
好的相关性，特别是在初始阶段，这表明大多数测试 复合成分的选择可以提高三元乙丙橡胶化合物的热老
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时间的响应大致一致。在同样的老化温度下，1 试样 化性能。
表 7 试样不同老化温度下应变能倒数与老化时间的关系方程
1 # 2 #
温度 /℃
趋向方程 速率常数 k’ R2 趋向方程 速率常数 k’ R2
100 y=0.001 564x+1.210 0.001 564 0.992 y=0.000 875x+1.213 0.000 875 0.993
120 y=0.002 338x+1.354 0.002 338 0.989 y=0.001 770x+1.158 0.001 770 0.987
130 y=0.005 007x+1.462 0.005 007 0.989 y=0.004 045x+1.184 0.004 045 0.994
150 y=0.020 697x+1.128 0.020 697 0.986 y=0.015 3x+1.077 0.015 30 0.988

图 2 试样应变能倒数随老化时间的变化
(T × E )
（ TE） f = b b 老化后
(T ×
E
b
2.5 温度对降解速率的影响 ) T 是绝对温度。已知不同温度下的反应速率 k，则活化
b 老化前
阿伦尼乌斯关系式在弹性体和塑料材料中的应用 能 Ea 可由 lnk 对 1/T 的斜率确定。
 1/ (TE ) − 1/ a  = k t '
'


f
已经有先例。根据阿伦尼乌斯方程，如式 (3) 所示 : EPDM 硫化橡胶经过老化后，应力应变性能降低，
ln k = − (E a / RT + ln A (3) 则可以使用阿伦尼乌斯关系来预测不同温度和时间下
）
式中 k 为反应速率，Ea 为活化能，受温度影响， 的变化。活化能 E a 值由 k 对 1/T 的对数线性回归确定。
 1/ (TE ) − 1/ a  = k t '
'


2
f
但是影响不大，一般忽略温度的影响，R 是气体常数， 相关系数 R 为 0.911~ 0.911。ln k 与 1/T 的关系如
A
'
）
ln k = −（ E a ' / RT + ln '
2026 第 52 卷 ·55·
年
' t =   1/ (TE） f − 1/ a ÷ A ' exp − E a ' / RT）
'
（
