合成橡胶检测

合成橡胶作为工业领域的 “弹性基石”，其性能直接影响轮胎、密封件、减震部件等产品的可靠性。

检测需结合材料化学组成、微观结构与实际工况需求，通过多维度测试确保其在高低温、介质腐蚀、动态负荷等场景下的稳定性。

一、成分与结构基础分析

合成橡胶的配方体系与分子链结构是性能溯源的核心：

化学组成定性定量

采用红外光谱（FTIR）分析聚合物主链结构（如丁苯橡胶的苯乙烯含量），热重分析（TGA）测定填料（炭黑、白炭黑）与助剂（硫化剂、防老剂）的占比。

例如丁腈橡胶中丙烯腈含量需通过元素分析（氮元素占比）确认，含量高低直接影响耐油性（丙烯腈含量 35% 时耐柴油性能最佳）。

微观结构表征

扫描电镜（SEM）观察硫化胶断裂面的填料分散度 —— 炭黑在胶料中若存在＞5μm 的团聚体，会导致拉伸强度下降 10% 以上；

透射电镜（TEM）可分析丁基橡胶的交联密度，理想交联点间距应控制在 20~30nm，间距过大则气密性下降。

二、力学性能与形变测试

模拟橡胶制品的实际受力状态，验证弹性、强度与抗疲劳能力：

拉伸与撕裂性能

用哑铃型试样在 23℃±2℃环境下测试，拉伸强度需≥15MPa（通用型丁苯橡胶），断裂伸长率≥300%。

撕裂强度测试采用裤型试样，密封条用三元乙丙橡胶（EPDM）的撕裂强度应≥25kN/m，否则易在安装时出现边缘开裂。

压缩永久变形试验

将试样压缩 25% 并置于指定温度（如 125℃×70h），恢复率需≥70%（密封件用氟橡胶要求≥85%）。

试验后若变形量超过 30%，可能导致密封失效 —— 例如汽车发动机油封用丙烯酸酯橡胶，在 150℃×1000h 条件下的变形量需≤20%。

动态疲劳测试

通过屈挠试验机（频率 50Hz，振幅 ±15°）进行 10 万次循环，试样表面不得出现深度＞0.5mm 的裂纹。

轮胎胎面用顺丁橡胶需通过 50 万次屈挠试验，若出现早期龟裂，可能是分子链支化度不足或抗氧剂添加量不足。

三、环境适应性与耐介质检测

针对不同应用场景的气候、介质侵蚀等挑战，进行针对性验证：

耐温老化性能

在老化箱中进行高温（如 180℃×72h）或低温（-40℃×24h）处理，老化后丁腈橡胶的拉伸强度下降率需≤25%，硅橡胶则要求在 200℃×1000h 后强度保持率≥60%。

低温脆性测试（GB/T 1682）中，试样在 - 50℃下冲击时不得出现断裂。

耐液体介质侵蚀

将试样浸入机油、酸液或溶剂中（如 ASTM No.3 油，100℃×72h），体积变化率需控制在 - 5%~+15%（体积缩小可能导致硬化，膨胀过度则强度下降）。

例如耐汽油胶管所用丁基橡胶，浸泡 93# 汽油后重量变化率应≤+20%，且表面无溶胀分层。

耐候与臭氧老化

氙灯老化试验（模拟紫外线与雨水，500h）后，彩色橡胶制品的色差 ΔE≤3；臭氧老化（50pphm 臭氧，40℃×72h）时，试样表面不得出现肉眼可见裂纹 —— 门窗密封条用 EPDM 需通过 500pphm×1000h 的严苛测试，以抵抗大气臭氧侵蚀。

四、特殊功能与行业标准

不同品类合成橡胶需满足差异化功能需求：

导电与阻燃橡胶

抗静电橡胶的表面电阻应控制在 10⁶~10⁹Ω，煤矿用输送带橡胶需通过垂直燃烧试验（UL94 V-1 级），燃烧时滴落物不得引燃脱脂棉。

医用与食品级橡胶

硅橡胶医用制品需通过 ISO 10993 生物相容性测试（细胞毒性、致敏性、热原），氯乙烯橡胶接触食品时的迁移量需≤0.01mg/dm²（以重金属计）。

检测标准体系

通用性能遵循 GB/T 528（拉伸测试）、GB/T 3512（热空气老化）；行业标准如轮胎用橡胶参考 GB/T 8170（性能公差），航空用氟橡胶遵循 GJB 128A（耐介质与真空性能）。

通过从分子结构到宏观性能的系统检测，合成橡胶的质量数据可直接指导配方优化（如调整交联剂用量改善耐热性）与失效分析（如龟裂源于抗臭氧剂不足），为高端制品的可靠性提供科学支撑。