轨道车辆橡胶东部海洋典型服役环境适应性分析

　　摘要：具有密封、阻尼减震等功能的轨道车辆用橡胶材料，在贮存和服役过程中受到自然环境中的光、热、氧、盐雾等作用或在服役环境中受到外应力的作用，性能逐渐劣化导致最终失去使用价值。针对轨道车辆用橡胶材料在东部海洋典型服役环境的老化因素分析，建立试验是加速老化评价方法，对其长期性能进行评估，对于准确地预测材料的有效性具有重要的意义。

　　关键词：轨道车辆;橡胶;东部海洋;服役环境

　　0引言

　　东部沿海环境湿度、盐度较大，高湿高盐环境对橡胶材料的使用影响主要体现在：

　　(1)部分特种橡胶材料对湿度较为敏感。长期高湿环境下应用可能会加速分子链水解讲解，降低材料寿命。

　　(2)高湿环境会加速微生物在橡胶表面的富集，从而加速材料的老化。高湿、高盐环境因素对材料的性能影响往往相互促进，在开展环境影响试验时将两因素关联起来考虑。盐雾环境对橡胶材料的劣化主要是由盐、水与材料的综合化学反应所引起，劣化速率很大程度上取决于试样表面的含氧盐溶液量、试样所处环境温度及湿度。试验环境温度、湿度及盐度是交变盐雾加速试验需要设定的三个主要参数。

　　本文以株洲时代新材料科技股份有限公司提供8种轨道车辆橡胶试验材料为研究对象，包括：试样1(天然橡胶)、2(顺丁橡胶)、3(丁苯橡胶)、4(氯丁橡胶天然橡胶并用)、5(氯丁橡胶)、6(三元乙丙橡胶)和7(丁腈橡胶)，以青岛试验站为东部沿海代表，提取环境因素和指标，确定试验条件。采用电子拉力机测试了盐雾环境前后材料的力学特性，并分析了盐雾环境前后橡胶材料的力学性能变化情况。

　　1试验方法

　　采用CMT6104电子拉力机按GB/T528-2009《硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》测试橡胶的拉伸强度和拉断伸长率。采用邵氏硬度计按照GB/T531.1-2008《硫化橡胶或热塑性橡胶压入硬度试验方法第一部分：邵氏硬度计法(邵尔硬度)》进行样品邵氏硬度的测试。

　　2东部沿海地区环境特性分析

　　以青岛试验站为例，年平均湿度和海水年平均盐度统计数据(1998-2013年)，年平均湿度74%，海水年平均盐度32%。青岛的年平均气温为13℃。结合GB/T2423.18和GB/T10125盐雾试验方法，依据青岛试验站环境检测数据，最高气温27℃、平均湿度74，确定交变盐雾试验条件为：[盐雾(27%C&2h)+湿热(湿度93%，40%C&7d)]&4周期。

　　3力学性能试验

　　力学性能是高分子材料的基本性能，是其它性能得以实现的基础，也是研究材料耐老化性能的一般指标。通过对未老化样品力学性能的测试，不仅对材料的基本性能有了了解，而且为制定材料耐老化试验方案提供了依据。1，3，5拉伸强度较高，均在20MPa以上，8拉伸强度最低，在6MPa左右;其他几种试验胶料的拉伸强度居中，在15-18MPa的范围内;7拉断伸长率最大，达到800%以上，6的也较高，接近700%，8的最小，不足200%;其他试验胶料的居中，在400%～600%的范围内;3、4的硬度较高，邵A硬度在70～80，其他试验胶料的邵A硬度在50～60之间。

　　3、4、7样品经过交变盐雾试验后，拉伸强度基本不变，其他样品的拉伸强度均有所减小;其中1、2和5变化较为明显。3、4、5、7样品经过交变盐雾试验后，硬度基本不变，6的硬度有所减小，其他样品的硬度均有所增大。综合交变盐雾试验结果，1、2试验前后变化较大。

　　4结论

　　东部沿海地区盐雾和湿热交变对橡胶材料性能有较大的影响，在研究的8种轨道橡胶材料中，1(天然橡胶)、2(顺丁橡胶)、5(氯丁橡胶)盐雾试验性能变化明显，其他橡胶相对变化不显著。设计师在采用这三类橡胶制备相关制品时，应设置必要的安全系数或其他措施。

　　参考文献

　　[1]杨清芝.现代橡胶工艺学[M].北京：中国石化出版社，1997.

　　[2]孙琳，曹志伟，林化强，等.轨道车辆橡胶堆材料热空气老化性能研究[J].材料开发与应用，2016，31(5)：113-117.

　　材料类论文投稿期刊：《材料开发与应用》(双月刊)创刊于1979年，是中国造船工程学会船舶材料学术委员会和洛阳船舶材料研究所共同主办、海洋腐蚀与防护国家重点实验室协办的材料科学技术性刊物，国内外公开发行。

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