轨道车辆橡胶东部海洋典型服役环境适应性分析

王伟伟 吕珊珊

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

中图分类号：TB     文献标识码：A      doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2019.23.110

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/T 528-2009 《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/T 531.1-2008《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

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。表1对轨道车辆橡胶进行力学性能测试。

从表2可看出，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樣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.