橡胶材料辐照老化的研究进展*

白鹏翔 梁 彬 王建军 翁佩锦 邱艳舞 董 杰 管 灿

（广州机械科学研究院有限公司 广东广州 510700）

橡胶材料凭借其独有的高弹性可逆形变， 广泛应用于各行各业， 其中主要应用领域有密封圈、 软管、电缆、 密封胶条等[1-4］。 然而对于严苛环境， 例如核工业、 航空航天等涉及高能粒子射线的领域， 橡胶材料同金属、 塑料和陶瓷材料等相比， 性能受辐照影响更大， 更容易失效， 但即便如此， 橡胶材料凭借其不可替代的弹性仍在该领域有较多应用[5-8］。 鉴于核工业、 航空航天等领域对系统的安全性能要求极高， 有必要深入研究橡胶材料的辐照老化， 进而改善橡胶材料的耐辐照性能。

本文作者从三个方面综述国内外橡胶材料辐照老化的研究进展， 分别介绍橡胶材料辐照老化的影响因素、 辐照对橡胶材料性能的影响、 提升橡胶材料耐辐照性能的方法， 对耐辐照橡胶的选用和耐辐照性能的改善提供一定的参考。

1 橡胶材料辐照老化的影响因素

橡胶的耐辐照性能， 是指在一定的辐照作用下橡胶保持其固有的物理、 化学和力学性能的能力[9-10］。橡胶受到射线辐照， 分子链将发生交联和降解作用，这可能产生自由基， 也会导致分子链的不饱和键含量发生变化， 最终造成化学结构的变化， 而这些变化在宏观上影响着橡胶的性能。 橡胶通常是由几千到上万个单体单元聚合而成， 辐照引起的交联和降解都会导致分子量和分子量分布的变化， 而橡胶的性能依靠于分子链的长度和排列方式， 因此辐照产生的极微小的化学变化， 都会对橡胶的弹性、 硬度和力学强度等性能产生巨大的影响。

辐照老化是指橡胶在高能辐照作用下， 主链吸收一定的辐照能量后发生断裂的过程， 过高的辐照能量甚至会导致主链断裂成两个以上的短链， 使平均分子量下降。 根据对某些具体橡胶辐照老化机制的推论，主要可分为两类[9-10］， 一类认为橡胶主链在高能辐照作用下， 直接分解为许多短链， 而这些短链将稳定下来， 这种理论称为主链的多重断裂。 另一类则认为，橡胶辐照老化过程会生成自由基， 自由基进一步与橡胶分子链进行重排或歧化反应， 生成稳定的短链。 这种理论认为橡胶分子链的断裂程度受初始断裂生成的自由基行为的影响。 虽然橡胶辐照老化的机制至今仍在研究， 但根据目前的研究成果， 一般认为辐照老化主要是由于自由基反应。

一般地， 影响辐照老化的因素有很多， 包括辐照类型、 辐照总剂量和剂量率、 辐照时间、 温度、 辐照气氛以及协同作用。

1.1 辐照类型

核辐照主要包括4 种类型， 即α 粒子、 β 粒子、γ 射线和中子[11］。 核电站中的大多数设备在其正常寿命内暴露于各种能量的γ 辐照中， 有些还暴露于各种能量的β 辐照和中子辐照， 只有与放射性物质接触的设备才可能暴露于α 辐照， 事故环境中则以β和γ 辐照为主。 辐照环境通常包含多种辐照类型。

α 粒子是具有约5 MeV 高能量的氦原子核， 带有2 个单位正电荷， 比电子质量大得多， 这使得α 粒子的穿透能力非常有限， 35 μm 的水层就可完全吸收5.3 MeV 能量的α 粒子。 因此如果α 辐照是辐照环境的一部分， 那仅会影响直接接触的薄膜或材料表面，这部分辐照损伤可能大于同等剂量的β 或γ 辐照。

β 粒子本质是高速运动的电子， 能量约为3 MeV， 带有一个单位负电荷， 与α 粒子相比， 其质量仅为氦核的1.36×10-4倍， 但穿透能力大幅高于α 粒子。 1 MeV 能量的β 粒子在有机玻璃塑料中的最大穿透力约为3 mm， 而在铁中的穿透力约为0.5 mm。

与α 粒子和β 粒子不同， 中子本身不带电荷，但其穿透能力高于α 粒子和β 粒子。 中子与材料的相互作用很复杂， 通常中子效应由γ 辐照模拟。 中子通过吸收原子进行活化， 进而产生放射性物质， 其对有机聚合物的影响不大， 但对于金属的影响很大。

γ 射线实质上是一种电磁波辐照， 波长极短， 小于0.02 nm， 不具有电荷及静质量， 但能量较高且具有很强的穿透性， 可穿透75 mm 厚的铅板。

考虑到不同辐照类型的穿透能力， 对于避免直接暴露在核辐照环境中的有机材料， γ 射线通常是唯一穿透材料的辐照类型。 而对于直接暴露在核辐照环境中的有机材料， 情况有所不同。 GONG 等[12］对某一国产乙丙橡胶产品进行了γ 和β 辐照的对比试验，该产品用于中国CAP 系列核电站的核电缆。 结果表明： 在2 种辐照都可以穿透材料时， 2 种辐照类型的劣化程度相近， 劣化趋势相似。 而粒子能否穿透材料主要由粒子能量和材料厚度决定， 当能量和材料厚度恰当时， β 辐照剂量可与γ 辐照剂量进行等效1 ∶1转换。

1.2 辐照总剂量和剂量率

辐照总剂量指一定时间内质量物质累计吸收的总辐射能， 辐照剂量率指单位时间内质量物质吸收的辐射能。 辐照剂量与橡胶材料的辐照老化有直接关系，将显著影响辐照老化程度， 而辐照剂量率则会影响辐照老化过程中的反应类型。

CHEN 等[13］研究了辐照总剂量对丁基橡胶性能的影响。 结果表明： 辐照总剂量会明显影响丁基橡胶的降解程度， 辐照总剂量越大， 丁基橡胶的降解程度越大， 可提取的可溶性物质也越多； 同时辐照总剂量的增加也使得丁基橡胶的拉伸强度减小， 拉断伸长率增 加。 POURMAND 等[14］研 究 了0.04、 0.12、 0.2 MGy 3 种辐照总剂量对三元乙丙橡胶性能的影响。 结果表明： 暴露在不同剂量γ 辐照的样品块， 其表面氧化交联程度相近， 但在高剂量辐照下， 材料内部聚合物网络的厌氧交联程度有所增加。 GONG 等[15］在保持辐照总剂量不变的前提下， 研究了0.5、 1.0、5.0、 10.0 kGy／h 共4 种辐照剂量率对三元乙丙橡胶性能的影响。 结果表明： 借助傅里叶光谱显微镜帮助， 辐照剂量率越大， 三元乙丙橡胶的氧化程度越大， 但氧化程度和三元乙丙橡胶的性能不相关， 原因是三元乙丙橡胶在辐照中， 有2 种降解方式， 一种是在缺氧的内部进行的降解反应， 另一种是从有氧的表面开始渗透的降解反应； 那么剂量率较大时， 降解主要为内部降解反应， 剂量率较小时， 降解主要为外部降解反应， 但辐照对材料性能的影响只与降解程度相关不与降解类型相关， 而降解程度主要取决于辐照总剂量。 所以无论在哪种辐照剂量率下， 辐照总剂量保持不变时， 三元乙丙橡胶的拉伸性能和交联程度都会下降到相近的程度。 ŞEN 等[16］研究了辐照总剂量和剂量率对丁基橡胶性能的影响。 结果表明： 辐照总剂量和辐照剂量率都会影响丁基橡胶的降解程度， 辐照总剂量越大， 丁基橡胶降解程度越大； 在0.1 MGy剂量时， 降解程度达到最大， 继续增大剂量， 降解程度基本稳定； 在0.1 MGy 剂量以内时， 剂量率也会影响丁基橡胶降解程度， 高剂量率时， 丁基橡胶主要为无氧气参与的降解反应， 而低剂量率时， 丁基橡胶主要为有氧气参与的降解反应。

1.3 辐照时间

辐照时间会影响橡胶材料整体的辐照状态， 随着辐照时间的延长， 辐照更加容易渗透至橡胶材料的内部核心处。 长时间低辐照剂量对性能的影响可能比短时间高辐照剂量更大。

LE LAY[17］研究了4 种时间、 3 种辐照模式和2种辐照条件对三元乙丙橡胶密封件性能的影响， 其中4 种时间分别为90、 180、 210 和390 个月， 3 种辐照模式分别为仅进行热老化、 热老化同时伴随着辐照老化和先完成热老化再进行辐照老化， 2 种辐照条件指低剂量辐照（0.01 MGy 级别） 和高剂量辐照（0.1 MGy 级别）。 结果表明： 低剂量辐照和仅热老化对样品性能的影响基本相同， 但高剂量辐照则比仅热老化的影响大很多； 在高剂量辐照测试中， 辐照时间对于硬度和压缩永久变形有着明显的影响， 辐照剂量0.25 MGy 下老化390 个月的样品， 其硬度高于剂量0.4 MGy 下老化180 个月的样品， 而压缩永久变形则处于同一水平； 随着辐照时间的增加， 样品内部核心处的性能同样品表面的性能数值逐渐接近。

1.4 温度

温度升高时， 橡胶分子链的活动能力增强， 辐照老化更易发生， 且高温也会导致耐热性差的橡胶降解。

ŠARAC 等[18］研究了三元乙丙橡胶生胶和核电站三元乙丙橡胶电缆制品在不同温度下γ 射线辐照老化后的力学性能。 结果表明： 随着辐照温度的升高，相同辐照剂量下， 橡胶的拉伸强度和拉断伸长率明显下降， 辐照温度升高会加速橡胶的辐照老化， 严重影响橡胶的极限拉伸强度和拉断伸长率。

1.5 辐照气氛

不同的辐照气氛会影响橡胶的老化过程。 例如氧气可以促进橡胶的辐照老化， 提高老化过程中自由基的产生速率， 进而加速橡胶的辐照老化。

POURMAND 等[19］研究了水和空气中γ 辐照对三元乙丙橡胶密封件性能的影响。 结果表明： 氧气可以明显加速橡胶的辐照老化速度， 相较于水中的γ 辐照， 经受空气γ 辐照的密封件的压缩永久变形明显更大。

1.6 协同作用

实际应用中， 环境因素并非是单一的辐照因素，而是温度、 气氛和辐照等多因素的叠加和协同， 对橡胶性能的影响也与单一因素不同。

BRUCE 和DAVIS[11］研究了聚乙烯和聚氯乙烯2种容易受到辐照、 氧化和温度影响的材料， 在25 ℃辐照老化（R）、 80 ℃热空气老化（T）、 80 ℃热空气辐照老化（R＋T） 和80 ℃氮气氛围辐照老化（R＋T （N2） ） 4 种条件下的性能变化。 结果表明： 2 种材料表现出相同的性能变化趋势， 拉断伸长率的降低程度都为R＋T＞＞R＞T＞R＋T （N2）， 单纯的热空气老化或辐照老化对材料性能的影响远不如热空气辐照老化， 而热空气辐照老化中的氧气也是不可缺少的部分， 氧气、 温度和辐照三者协同作用导致了材料的迅速老化。 GILLEN 和SALAZAR[20］研究了氯丁橡胶电缆护套材料在单一环境和组合环境中老化的性能变化， 并与其建立的组合环境老化模型进行对比。 结果表明： 辐照和高温的组合环境老化的性能衰减速率远远高于单一辐照老化或单一高温老化， 并且比预设的无协同作用的组合环境老化模型衰减速率更快， 组合环境老化并非单纯的环境叠加， 会表现出明显的协同作用。

2 辐照对橡胶材料性能的影响

橡胶包括天然橡胶和一系列不同单体聚合得到的合成橡胶， 不同种类的橡胶由于其分子链结构不同，耐辐照性能也有所不同。 根据大量公开的试验数据和研究报告[11，21-22］， 可以将常用橡胶材料的耐辐照性能进行分级， 耐辐照性能较好的橡胶为乙丙橡胶， 第二等级有丁腈橡胶、 丁苯橡胶、 天然橡胶和氯丁橡胶，稍差的有氟橡胶和硅橡胶， 耐辐照性能最差的橡胶为丁基橡胶。 但这种分级仅考虑了纯辐照的环境条件，实际使用时还需考虑温度、 介质和外力等条件， 所以上述分级不能直接等同于实际应用情况， 只可作为选材参考使用。

2.1 丁基橡胶

丁基橡胶由异丁烯和少量异戊二烯共聚合成， 是已知的最不耐辐照的橡胶。

KIRCHER 和BOWMAN[23］建议丁基橡胶垫圈和密封件的使用极限约为0.04 MGy 辐照剂量。BLODGETT 和FISHER[24］的研究表明， 丁基橡胶作为电缆基材使用时， 其使用极限为0.05 MGy 辐照剂量， 达到此剂量之后， 拉伸强度将衰减至初始值的58%， 在达到0.5 MGy 辐照剂 量后， 样品断 裂。VOORDE[25］的研究表明， 丁基橡胶受到0.01 MGy 辐照剂量后， 其力学性能将开始明显衰退。

2.2 乙丙橡胶

乙丙橡胶具有良好的耐候、 耐热、 耐辐照等性能， 是常用的耐辐照橡胶材料， 其耐辐照性能将取决于抗氧化系统的有效性。

邵明 坤 等[26］研 究 了 辐 照 剂 量 分 别 为0、 0.2、0.5、 0.8、 1.1 MGy 时， γ 射线辐照后的三元乙丙橡胶性能。 结果表明： 随着辐照剂量的增大， 三元乙丙橡胶的拉断伸长率不断下降， 辐照剂量为0.8 ～1.1 MGy 时， 拉断伸长率衰减至初始值的50%。 郭思敏等[27］研 究 了 辐 照 剂 量 分 别 为0、 0.5、 1、 2、 4、 5 MGy 时， β 射线对三元乙丙橡胶性能的影响。 结果表明： 辐照剂量达到0.5 MGy 时， 三元乙丙橡胶的拉断伸长率衰减至初始值的62%， 并随辐照剂量的增加拉断伸长率继续降低。 BLODGETT 和FISHER[24］研究了辐照对三元乙丙橡胶和二元乙丙橡胶电缆性能的影响， 结果表明： 在0.05、 0.5 和1 MGy 辐照剂量辐照之后， 三元乙丙橡胶的拉伸强度分别为初始值的97%、 93%、 79%， 拉 断 伸 长 率 分 别 为 初 始 值 的102%、 47%、 32%， 二元乙丙橡胶的拉伸强度分别为初始值的106%、 119%、 90%， 拉断伸长率分别为初始值的81%、 41%、 26%。 VOORDE 和RESTAT[22］的研究表明， 乙丙橡胶EP-F234 在0.01 MGy 辐照剂量辐照后， 拉伸强度和拉断伸长率均维持在初始值的75%以上， 拉断伸长率在辐照剂量0.2 MGy 时衰减至初始值的50%， 拉伸强度在辐照剂量2 MGy 时衰减至初始值的50%， 硬度在辐照剂量1 MGy 时仍基本保持不变。

凭借优良的耐高温、 耐辐照、 耐极性油和电绝缘等性能， 乙丙橡胶广泛应用于辐照环境中的密封系统和绝缘电缆。

2.3 氟橡胶

氟橡胶有着优良的耐高温性和耐介质性， 通常可以作为O 形圈、 密封胶和垫片等的橡胶基材使用，但在高剂量辐照环境中， 可能会发生高性能衰减。

BOUQUET 等[21］的研究表明， 辐照剂量在0.001 ～0.01 MGy 之间时， 氟橡胶性能会开始下降。VOORDE 和RESTAT[22］的研究表明， 在室温空气中，辐照剂量达0.05 MGy 时， 氟橡胶的性能会开始下降。VOORDE[25］的研究表明， 在辐照剂量超过0.1 MGy时， 氟橡胶有较高失效风险。 BRUCE 和DAVIS[11］的研究表明， 氟橡胶的使用限制很大程度上取决于其应用场景， 对于动密封， 辐照剂量达到0.01 MGy 以上时， 不推荐选用氟橡胶； 对于静密封， 则可放宽至0.1 MGy。

2.4 天然橡胶

天然橡胶耐辐照性能良好， 但耐臭氧和耐热性能较差， 并且在受力状态下受到超过阈值的辐照时， 天然橡胶会快速降解， 推荐在无氧条件下使用天然橡胶。 由于橡胶材料的使用环境往往为多环境条件叠加， 所以天然橡胶较少应用于耐辐照材料领域。

VOORDE 和RESTAT[22］的研究表明， 辐照剂量超过0.05 MGy 之后， 天然橡胶的压缩永久变形开始变化； 超过0.09 MGy 之后， 拉断伸长率开始下降； 超过0.2 MGy 之后， 拉伸强度开始下降； 超过1 和5 MGy 之后， 拉断伸长率和拉伸强度分别下降至初始值的50%。

2.5 氯丁橡胶

氯丁橡胶耐辐照性能较好， 属于常用的耐辐照橡胶材料， 市面已有多种应用在核电领域的氯丁橡胶电缆护套。

BOUQUET 等[21］将氯丁橡胶列为航空应用的优选橡胶材料。 BLODGETT 和FISHER[24］的研究表明， 在0.5 MGy 辐照剂量辐照之后， 氯丁橡胶的抗氧化性会降低至初始值的50%， 在0.05 和0.5 MGy 辐照剂量辐照之后， 拉断伸长率分别为初始值的93%和46%。VOORDE 和RESTAT[22］的研究表明， 氯丁橡胶的压缩永久变形、 拉伸强度和拉断伸长率的损伤阈值辐照剂量 分 别 为0.02、 0.1 和0.05 MGy。 BRUCE 和DAVIS[11］研究发现， 在模拟涡轮喷气发动机附件系统中使用的氯丁橡胶密封件， 经过200 h 的试验后没有失效， 其中温度为88 ～149 ℃， 液压为0 ～6.89 MPa， 辐照剂量为0.0175 MGy。

2.6 丁腈橡胶

丁腈橡胶由丙烯腈和丁二烯共聚制得， 是一种常用的耐辐照橡胶材料， 其中丙烯腈组分的氰基提供了较好的耐油性和耐溶剂性， 但丁二烯组分中的双键容易老化， 所以一般高丙烯腈含量的丁腈橡胶耐辐照性能好。

BOUQUET 等[21］将丁腈橡胶列为航空应用的推荐橡胶材料。 BRUCE 和DAVIS[11］通过一系列改变硫化体系和丁腈橡胶中丙烯腈质量分数 （50%、 40%、33%和20%） 的试验， 得出硫化体系为过氧化物， 丙烯腈质量分数为50%的丁腈橡胶的耐辐照性能最佳。VOORDE 和RESTAT[22］研究了丁腈橡胶各性能的损伤阈值辐照剂量， 指出压缩永久变形、 拉伸强度和拉断伸长率分别在辐照剂量0.02、 0.5 和0.02 MGy 时开始变化， 其中压缩永久变形在0.2 MGy 时达到50%。 LEWIS[28］研究了一种商用丁腈橡胶O 形圈的耐辐照性能。 结果表明： 添加了抗辐照助剂的丁腈橡胶O 形圈表现出较好的耐辐照性能， 在1.2 MGy 辐照剂量下仍可保持较好的拉伸性能， 在0.3 MGy 辐照剂量下压缩永久变形为50%。

2.7 丁苯橡胶

丁苯橡胶的耐辐照性能较好， 苯乙烯组分含量越高， 其耐辐照性能越好， 但丁苯橡胶耐臭氧性能差，容易老化开裂， 限制了其在辐照领域中的应用。

VOORDE 和RESTAT[22］研究了丁苯橡胶的压缩永久变形和拉断伸长率随辐照剂量增加的变化， 发现在0.6 MGy 辐照剂量时， 压缩永久变形达到50%，拉断伸长率衰减至初始值的50%。 LEWIS[28］研究了一种商用丁苯橡胶O 形圈的耐辐照性能。 结果表明：在0.18 MGy 辐照剂量以下， 其硬度不受影响， 在1.2 MGy 辐照剂量时， 仍可保持良好拉伸性能， 压缩永久变形在0.3 MGy 辐照剂量时为50%。 研究表明，该丁苯橡胶O 形圈可以保证在0.1 MGy 辐照剂量的动密封中长期使用， 并且也可应用于某些更高辐照剂量的场合。

2.8 硅橡胶

硅橡胶具有优异的耐高低温性能， 但力学性能较低， 通常需要添加补强填料以达到良好的性能。 硅橡胶耐辐照性能较差， 略强于丁基橡胶， 容易受到辐照影响导致压缩永久变形过大， 耐油性也通常低于氯丁橡胶和丁腈橡胶。 因此在极端温度条件下， 虽可选用硅橡胶材料， 但需要搭配合适的填料、 硫化体系和抗辐照剂。

PARKINSON 和SISMAN[29］研究了一种二甲 基硅橡胶的耐辐照性能。 结果表明： 在室温0.5 MGy 辐照剂量下或93 ℃0.05 MGy 辐照剂量下， 其拉伸强度衰减至初始值的50%。 BLODGETT 和FISHER[24］研究了一种硅橡胶电缆的耐辐照性能。 结果表明：在0.05 MGy 辐照剂量下， 其拉断伸长率衰减至初始值的90%， 在0.5 MGy 辐照剂量下， 其拉断伸长率快速衰减至初始值的34%； 而抗氧化性则随辐照剂量的增加大幅降低， 在0.05 MGy 下抗氧化性降低了104倍， 在0.5 MGy 下降低了106倍， 失效风险较大。

3 提升橡胶材料耐辐照性能的方法

提升橡胶材料耐辐照性能的方法主要有3 种途径。

（1） 加入耐辐照功能填料。 这类填料能够吸收部分辐照能量， 从而延缓辐照对橡胶材料的老化效应。 一般将功能填料以物理混合的方式分散到橡胶材料中， 加工简单， 操作简便。

王崇和李冬[30］使用铅粉作为填料， 研究了重金属材料对丁腈橡胶耐辐照性能的影响。 结果表明： 适量加入铅粉的丁腈橡胶， 其拉断伸长率受辐照老化降低速率比未加铅粉的丁腈橡胶慢， 铅粉可以降低辐照射线的穿透力， 减小对橡胶分子结构的破坏， 从而提高橡胶的耐辐照性能。 魏霞等人[31］制备了Bi2O3微／纳米粉体， 以浆体形式加入天然胶乳中， 研究了Bi2O3对天然胶乳耐辐照性能的影响。 结果表明： 随着Bi2O3微／纳米粉体的用量提升， 橡胶的γ 射线屏蔽率也不断增加， 表明Bi2O3有助于橡胶提高耐辐照性能。马权等人[32］制备了聚丙烯酸铅粉体并将其加入到三元乙丙橡胶中， 研究了聚丙烯酸铅粉体对三元乙丙橡胶耐辐照性能的影响。 结果表明： 随着聚丙烯酸铅粉体用量的增加， 橡胶的质量衰减系数不断增加， 即橡胶屏蔽辐照的能力不断增加， 表明聚丙烯酸铅粉体有助于提高耐辐照性能。 GAO 等[33］将氧化纤维素纳米晶体（OCNC） 应用到羧基丁腈橡胶（XNBR） 中，采用乳液共混和双辊开炼机共混制备了XNBR／OCNC／ZnO 复合材料， 研究了OCNC 对橡胶耐辐照性能的影响。 结果表明： 引入OCNC 后， 橡胶辐照后的拉伸强度、 拉断伸长率、 硬度和交联密度均更高， 综合耐辐照老化性能有显著提升。

（2） 加入辐照保护剂。 这类保护剂一般可与橡胶辐照老化后产生的活性自由基反应， 一定程度上延缓橡胶的后续辐照老化。

AHMED 等[34］选择了IPPD、 PBN 和6PPD 三种不同类型抗氧剂， 研究了它们在5 MGy 的γ 辐照下对丁腈橡胶性能的影响。 结果表明： 添加抗氧剂可以改善辐照后丁腈橡胶的物理机械性能。 KURIYAMA等[35］对比了酮胺类抗氧剂和硫代氨基甲酸酯类抗氧剂对氯丁橡胶耐辐照性能的影响。 结果表明： 酮胺类抗氧剂有助于提高耐热氧老化性， 而硫代氨基甲酸酯类抗氧剂更有助于提升耐辐照性能。

（3） 将耐辐照基团接枝到橡胶分子的主链或侧链上。 这种方法从分子结构上提高了橡胶材料的耐辐照性能， 耐辐照效果最好， 但难度较大。

姜志钢等[36］将耐辐照性能较好的稠环基团引入到甲基乙烯基硅橡胶中， 合成了四苯基苯基多乙烯基硅油（C2胶）， 研究了含有稠环基团的C2胶对硅橡胶耐辐照性能的影响。 结果表明： 引入的稠环基团明显提高了硅橡胶的耐辐照性能， 并随浓度的增大， 耐辐照后的力学性能也随之增大。

4 结语

橡胶材料辐照老化的研究主要存在两方面的不足， 一方面是辐照老化影响因素的研究还处在单一因素的研究阶段， 多因素协同作用对材料的影响研究较少， 而多因素协同作用才是实际的辐照环境； 另一方面是从分子结构上提高橡胶材料耐辐照性能的研究甚少， 而这恰恰是提高材料耐辐照极限的根本办法。 综上所述， 橡胶材料的辐照老化还有广阔的研究空间，未来的主要研究方向如下：

（1） 对于辐照老化影响因素的研究， 如何模拟真实辐照环境下多因素的协同作用， 是探明橡胶材料辐照老化机制的关键因素。

（2） 对于辐照对橡胶材料性能影响的研究， 不同橡胶材料可承受的辐照环境各不相同， 橡胶材料的选型对产品能否满足需求至关重要。

（3） 对于提升橡胶材料耐辐照性能方法的研究，耐辐照功能填料和辐照保护剂已较为成熟， 可以保证常规的耐辐照性能， 但若需更极致的耐辐照性能， 应从生胶结构入手， 研制屏蔽性能高、 力学性能优异的新型材料是重中之重。