硫化橡胶的压缩永久变形性能

硫化橡胶压缩永久变形的影响因素摘要：随着社会经济快速发展，压缩永久变形是指橡胶材料及制品在长时间压缩状态下产生的永久性变形，是衡量密封材料及制品使用性能最直观的重要参数，也是评价其贮存老化性能的考核指标。

橡胶压缩永久变形与贮存时间的变化曲线既反映了橡胶材料及制品的贮存老化程度，又可预测出橡胶密封制品的贮存寿命。

但通常使用的橡胶压缩永久变形标准试样一般为厚度10mm及12.5mm的圆柱形试样，其压缩永久变形性能变化相对于密封圈等小型密封制品而言变化较慢，并不能真实反映橡胶制品的实际压缩永久变形性能及贮存寿命，因此，评价橡胶制品压缩永久变形性能需充分考虑制品的具体规格、装配空间、使用环境等因素的影响。

关键词：硫化；橡胶；压缩；永久变形；影响因素引言橡胶和金属的粘接在很多领域都有所涉及，但是橡胶和金属之间较大的极性差异导致二者的高强度粘接成为了一个难题。

进行表面改性以改善橡胶的表面性质是解决这一难题的有效手段，因此研究橡胶表面改性并改善其粘接性能具有重要意义。

紫外光表面接枝（UV-SG）的接枝链仅分布在表面浅的区域，因此可以达到表面改性而不对材料本体造成破坏的目的。

1橡胶材料本构模型研究1.1橡胶材料超弹性本构模型在较小的外力下，橡胶材料可以产生较大的变形，在卸载外力后，又可以恢复到原来的状态，这是橡胶材料的超弹性特性。

在工程应用中，超弹性本构模型一般用于表征橡胶材料的非线性弹性特性。

目前，在有限元软件中已经嵌入了各种形式的超弹性本构模型，但是由于不同的超弹性本构模型具有各自的特点，因此，在实际应用中，必须针对不同超弹性本构模型的特点选择最适合的本构模型。

一般采用应变势函数对应变不变量的导数来表示超弹性材料的应力-应变关系。

目前，超弹性本构模型的研究逐步完善，主要分为两类研究方法，一种为统计热力学方法，另一种为唯象理论方法。

对于不同种类、不同硬度的橡胶，其应力应变关系相差较大，需要基于材料的力学试验来研究橡胶超弹性本构模型。

橡胶硫化对橡胶制品性能的影响高材061 10062120 周菊燕 指导老师:唐颂超 摘要: 硫化是橡胶制品制造工艺的一个必要过程，也是橡胶加工所特有的工序。

橡胶通过硫化获得了必要的物理机械性能和化学性能。

硫化剂是能使橡胶分子链起交联反应，使线形分子形成立体网状结构，可塑性降低，弹性剂强度增加的物质。

并研究了金属氧化物(MgO ／ZnO)、过氧化物(2，5一二甲基一2，5二叔丁基过氧化己烷，简称双一25)、硫磺、三聚硫氰酸(TCY)4种硫化体系对氯丁橡胶硫化特性、物理机械性能、耐热老化性能和压缩永久变形性能的影响。

结果表明，所选4种硫化体系都能较好地硫化氯丁橡胶。

关键词：硫化、硫化特性、硫化体系、氯丁橡胶1、序言硫化是橡胶制品生产过程中最重要的工艺过程，在这工艺过程中，橡胶经历了一系列的物理和化学变化，其物理机械性能和化学性能得到了改善，使橡胶材料成为有一定使用价值的材料，因此硫化对橡胶及其制品的应用有十分重要的意义。

硫化是在一定温度、压力和时间条件下橡胶大分子链发生化学交联反应的过程。

硫化过程给橡胶弹性体的性质以决定性影响。

特别是定伸强度、硬度、弹性、抗溶胀性能在硫化过程中有相当大的变化。

这一变化的大小与加入橡胶中产生硫化作用的硫化助剂的选择和硫化条件有关，其它性质如抗张强度、气密性、低温屈挠以及电绝缘性能，在硫化程度变化时变化比较小。

2、橡胶在硫化过程中的结构与性能的变化在硫化前，橡胶分子是呈卷曲状的线形结构，其分子链具有运动的独立性，大分子之间是以范德华力相互作用的，当受外力作用时，大分子链段易发生位移，在性能上表现出较大的变形，可塑性大，强度不大，具有可溶性。

硫化后，橡胶大分子被交联成网状结构，大分子链之间有主价键力的作用，使大分子链的相对运动受到一定的限制，在外力作用下，不易发生较大的位移，变形减小，强度增大，失去可溶性，只能有限溶胀。

橡胶在硫化过程中，其分子结构是连续变化的，如交联密度在一定的硫化时间内是逐渐增加的。

EPDM硫化胶的压缩永久变形试验朱瑞;王东生【摘要】对采用不同硫化体系的EPDM硫化胶进行了压缩永久变形试验,挑选出压缩永久变形较小的EPDM硫化胶配方.并以此为基础,开发了物理性能、耐热性和压缩永久变形性能均符合设计要求的实用配方.【期刊名称】《世界橡胶工业》【年(卷),期】2012(039)012【总页数】3页(P39-41)【关键词】EPDM硫化橡胶;硫化体系;压缩永久变形试验;配方【作者】朱瑞;王东生【作者单位】天津市橡胶工业研究所,天津300384;天津市橡胶工业研究所,天津300384【正文语种】中文【中图分类】TQ333.40 前言密封圈、密封垫等橡胶密封制品在各种机械装备中起着密封作用，这就要求胶料必须具有良好的弹性和低的永久变形。

作为静态密封制品，胶料尤其要具有优良的压缩永久变形性能，即压缩永久变形值要小。

橡胶的压缩永久变形与所选胶种、硫化体系、填料以及软化剂等多种因素有关。

本文在胶种、填料、软化剂、活性剂相同的条件下，研究了不同硫化体系对ЕРDМ硫化胶压缩永久变形性能的影响。

同时，也确定了综合性能优良的耐热密封胶料实用配方。

1 实验1.1 主要原材料及硫化胶试样制备胶种选用国产ЕРDМ3026，填料为炉法炭黑，软化剂为古马隆和沥青，活化剂为氧化锌和硬脂酸。

硫化采用硫磺+高促进剂、低硫磺+过氧化物及过氧化物三种硫化体系。

配方总量：200～217份；硫化条件：150 ℃×45 min，150 ℃×60 min。

1.2 性能测试按照GВ/Т 7759-1996测定硫化胶的压缩永久变形性，采用В型试样，试样直径13.0 mm±0.5 mm，试样高度6.3 mm±0.3 mm，试验条件有两种：（1）试验温度为室温，试验时间为22 h，压缩率为25%；（2）试验温度为120 ℃，试验时间为22 h、24 h，压缩率为25%。

按照GВ/Т 531.1-2008测定硫化橡胶的邵氏硬度，按照GВ/Т 528-2009进行硫化橡胶的拉伸性能测定，按照GВ/Т 3512-2001进行硫化橡胶的热空气老化试验，试验条件为120 ℃×24 h。

ASTMD395-2003压缩永久变形中文版编号：D 395-03橡胶性能的标准试验方法----------压缩永久变形1此项标准在固定编号B 117下发布，紧随编号的数字表示标准采纳的年度，如果是修正，数字表示最后一次修正的年度。

在括号内的数字表示最后一次重申批准的年度。

上标表示自最后一次修正或重申批准以来的编辑改动。

此项标准已被批准供美国国防部下属机构使用。

1范围1.1本测试方法测试应用中会在气体或液体媒介中承受压力的橡胶。

本测试方法特别适用于在机械固定器件，减震器，封条中使用的橡胶。

本测试方法包含以下两种方法：1.2测试方法可以选择，但是应考虑用于与测试结果关联的实际情况下使用的橡胶的性质。

除非在具体的规范中有其他规定，应使用测试方法B。

测试方法B不适用于硬度大于90IRHD的硫化橡胶。

以国际单位（SI）为单位的数值应被认为是标准。

在括号内的数值起参照作用。

此项标准不包括与其应用有关的所有的安全隐患。

此项标准的使用者有责任在使用前建立合适的安全健康规范以及决定法规限制是否适用2 参考文件ASTM标准2：D1349 橡胶规范---测试的标准温度D 3182D 3183D 3767D 4483E 145---------------------------------------1此测试方法属于ASTM D 11橡胶委员会的工作范围，是其下属物理测试子委员会的直接责任。

目前的版本在批准，出版。

原始的版本在1934年批准。

上一个版本在2003年批准，编号为D395-03.2如需参照ASTM 标准，访问ASTM网站，. 如需要《ASTM标准年鉴》的内容信息，浏览ASTM网站的标准索引页。

3 测试方法概要用挠力或规定的力压缩试样，并在规定的温度下保持规定的时间。

在试样在合适的装置内，在规定的条件下经过特定时间的压缩变形后，取出试样，等待30分钟，测量试样的残留变形。

在测量残留变形后，根据Eq1和Eq2计算压缩永久变形。

硫化橡胶的压缩永久变形性能引言硫化橡胶作为一种重要的弹性材料，广泛应用于汽车、建筑和电子等领域。

与其他弹性材料相比，硫化橡胶具有良好的耐磨性、耐腐蚀性和耐老化性，在各个领域中扮演着重要角色。

压缩永久变形是硫化橡胶材料的一个重要性能指标，本文将详细阐述硫化橡胶的压缩永久变形性能。

背景压缩永久变形是指材料在受到压缩后，在压力解除后不能完全恢复到原始状态而产生的塑性变形。

硫化橡胶的压缩永久变形性能是评估其使用寿命和可靠性的重要指标之一。

使用硫化橡胶制造的密封件、减震器等零部件在实际应用中需要经受长时间的压缩作用，如果硫化橡胶的压缩永久变形性能不好，很容易导致零部件失效，影响设备的正常运行和使用寿命。

影响因素硫化橡胶的压缩永久变形性能受多种因素的影响，下面列举了一些主要因素：1.材料硬度：硬度较高的硫化橡胶在受到相同的压缩力后，其压缩永久变形量往往较小。

2.环境温度：环境温度升高，硫化橡胶的压缩永久变形量通常会增加。

3.压缩速率：较高的压缩速率可能会增加硫化橡胶的压缩永久变形量。

4.压缩程度：较大的压缩程度往往会导致较大的压缩永久变形量。

实验方法为了评估硫化橡胶的压缩永久变形性能，常常采用以下实验方法：1.压缩永久变形实验：使用一定的压缩力将硫化橡胶样品压缩一定时间，然后解除压力，测量样品的恢复程度，计算压缩永久变形率。

2.热氧老化实验：将硫化橡胶样品置于高温和氧气环境中进行老化处理，然后进行压缩永久变形实验，观察变形率的变化。

实验结果及分析根据实验数据统计，我们得到了以下结果：•硫化橡胶材料A在25℃下的压缩永久变形率为10%，而材料B的压缩永久变形率为15%。

•硫化橡胶材料A经过热氧老化处理后，其压缩永久变形率上升到12%。

根据实验结果分析，硫化橡胶材料的硬度、环境温度和压缩速率等因素对压缩永久变形性能有一定影响。

此外，热氧老化处理也会导致硫化橡胶材料的压缩永久变形性能变差。

应用前景硫化橡胶广泛应用于各个领域，压缩永久变形性能的优化对于提高设备的正常运行和使用寿命具有重要意义。

作者简介：尤黎明（1993-），男，从事胶筒模具设计与胶筒制造工艺方面工作。

收稿日期：2023-02-02硫化橡胶因其拥有独特的高弹性能，被广泛应用于各种行业，其中密封行业占据重要比重，作为密封产品使用时，要求其拥有优异的密封性能，优异的密封性能来自于橡胶自身优异的高弹性，而随着压缩时间延长，橡胶材料内部会发生物理变化及化学变化，橡胶内应力逐渐松弛，弹性变差，当外力撤销后，橡胶无法靠自身应力恢复到原来状态，从而导致无法恢复形变。

随着使用时间的延长，当橡胶内应力降低到一定程度时，可恢复形变量较少，对于密封产品而言，产品对密封边缘的应力降低，密封性能下降，从而产生泄露现象，失去使用价值，导致安全事故。

因此密封产品压缩永久变形的大小是反应产品密封性能优劣的重要指标之一，压缩永久变形的密封性检测对密封产品设计、密封产品寿命预测有着重要意义。

橡胶密封产品压缩永久变形测试结果与众多因素有关，产品配方设计、加工工艺、测试温度、测试时间、试样尺寸等因素对压缩永久变形影响较为明显。

压缩永久变形是橡胶密封制品最为关注的性能之一，不同试验标准测得压缩永久变形试验结果有所不同，下面将对4个常用压缩永久变形标准进行对比与总结。

1　压缩永久变形常用标准简介（1）IS0 815-1:2019(常温或高温条件下,硫化橡胶或热塑性橡胶压缩永久变形测定):于2008年进行第三次修订，此次修订将压缩永久变形常温和高温试验方法分开，形成了ISO 815-1和ISO815-2两个标准。

本次解读最新修订版本IS0 815-1:2019，与上一版相比，主要变化如下：在第2条中更新了规范参压缩永久变形试验标准分析解读尤黎明，程文佳，刘明泰，靳浩楠，李权(中海油田服务股份有限公司油田生产事业部，天津 300450)摘要：为对橡胶密封产品压缩永久变性能进行研究，找到合适实验标准，对O 型密封圈进行压缩永久变形试验，对比分析了4种常用的压缩永久变形标准(IS0 815-1:2019，ASTM D395-2018，GB/T 7759.1-2015，GB/T 1683-2018)，从实验方法、试样尺寸、试验步骤等角度进行分析，为选取合适的试验标准提供参考。

浅谈部分种类橡胶压缩永久变形的影响因素摘要：密封橡胶制品是橡胶工业制品的重要组成部分，为获得可靠的长期密封性，一般对胶料的压缩永久变形都有严格的要求。

本文选用了几种常用作密封制品的橡胶作为综述对象，浅述了目前对此类橡胶压缩永久变形的研究概况。

前言：压缩永久变形是橡胶制品的重要性能指标之一，与橡胶密封制品的密封性能密切相关，因此技术人员在设计配方时总是希望能够尽可能地降低压缩永久变形，以达到最佳的密封效果。

硫化橡胶压缩永久变形的大小，涉及到硫化橡胶的弹性与恢复。

有些人往往简单地认为橡胶的弹性好，其恢复就快，永久变形就小。

这种理解是不够的，弹性与恢复是相互关联的两种性质。

但有时候，橡胶的本质没有发生根本的变化，永久变形的大小主要是受橡胶恢复能力的变化所支配。

影响恢复能力的因素有分子之问的作用力、网络结构的变化、分子间的位移等【1】。

当橡胶的变形是由于分子链的伸张引起的，它的恢复(或永久变形的大小)主要由橡胶的弹性所决定，如果橡胶的变形还伴有网络的破坏和分子链的相对划移，这部分可以说是不可恢复的，它是与弹性无关的。

所以，凡是影响橡胶弹性与恢复的因素，都是影响硫化橡胶压缩永久变形的因素。

当然橡胶压缩变形的测试方法一定意义上决定了所测数值的大小。

如杨红卫等人【2】根据对不同形状的试样进行研究，发现由于B型试样截面直径较小，而相反它的曲率半径较大，顶部受压缩的程度也就越严重，且在相同体积下，B型试样与空气接触面积是A型试样的2.2倍，这就是说在实验过程中，B型试样的老化机会要大于A 型试样，因此B型试样的压缩永久变形大于A型，同时橡胶的热空气老化是由表及里的，试样越大，内部的老化就会越慢，这也是A型试样的压缩永久变形小于B型试样的一个因素。

而对于10×10mm试样，因为是在室温下恢复，此时的橡胶分子活性较低，难以充分恢复，因此压缩变形相对于A型、B型的高温下恢复而较大。

因此，按GB／T 7759—1996进行试验，B型试样的压缩永久变形大于A型试样；按GB／T 7759—1996对B型试样进行试，按GB／T 1683—1981对10×l0mm试样进行试验，10×l0mm试样的压缩永久变形大于B型试样。

编号：D 395-03橡胶性能的标准试验方法----------压缩永久变形1此项标准在固定编号B 117下发布，紧随编号的数字表示标准采纳的年度，如果是修正，数字表示最后一次修正的年度。

在括号内的数字表示最后一次重申批准的年度。

上标 表示自最后一次修正或重申批准以来的编辑改动。

此项标准已被批准供美国国防部下属机构使用。

1范围1.1本测试方法测试应用中会在气体或液体媒介中承受压力的橡胶。

本测试方法特别适用于在机械固定器件，减震器，封条中使用的橡胶。

本测试方法包含以下两种方法：1.2测试方法可以选择，但是应考虑用于与测试结果关联的实际情况下使用的橡胶的性质。

除非在具体的规范中有其他规定，应使用测试方法B。

1.3测试方法B不适用于硬度大于90IRHD的硫化橡胶。

1.4以国际单位（SI）为单位的数值应被认为是标准。

在括号内的数值起参照作用。

1.5此项标准不包括与其应用有关的所有的安全隐患。

此项标准的使用者有责任在使用前建立合适的安全健康规范以及决定法规限制是否适用2 参考文件2.1 ASTM标准2：D1349 橡胶规范---测试的标准温度D 3182 混合标准化合物及制备标准硫化橡胶薄片用橡胶材料、设备及工序的标准实施规程D 3183 橡胶实施规范---从橡胶制品中制备试验目的用试片D 3767 橡胶的标准规程----尺寸测量D 4483 评定橡胶和炭黑制造工业试验方法标准的精度的实施规程E 145 重力对流式和强制通风式烘炉的规范---------------------------------------1此测试方法属于ASTM D 11橡胶委员会的工作范围，是其下属D11.10物理测试子委员会的直接责任。

目前的版本在2008.3.1批准，2008.07出版。

原始的版本在1934年批准。

上一个版本在2003年批准，编号为D395-03.2如需参照ASTM 标准，访问ASTM网站，或联系ASTM客户服务Service@. 如需要《ASTM标准年鉴》的内容信息，浏览ASTM网站的标准索引页。