軌道車輛橡膠東部海洋典型服役環境適應性分析

王偉偉 呂珊珊

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

中圖分類號：TB ? ? 文獻標識碼：A ? ? ?doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2019.23.110

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/T 528-2009 《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/T 531.1-2008《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

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。表1對軌道車輛橡膠進行力學性能測試。

從表2可看出，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.