低温下橡胶密封件的性能：买家应了解老化问题

橡胶密封件在外观上可能完好无损，但在温度下降时仍可能难以保持接触，或者其回弹性会随着老化而改变。对于汽车和工业买家来说，选择材料不仅仅是查看数据表上的温度范围。

本文将解释低温、压缩和老化如何影响弹性体密封件，以及在批准组件之前应索取哪些信息。文章引用了涉及弹性体 O 形圈的已发表研究。研究结果并非 LTHJT 的测试结果，不应用于直接预测汽车软管或挡风雨条的寿命。

为什么橡胶密封件在低温下响应性会降低

当温度降至玻璃化转变区域时，弹性体会变得更硬，恢复速度也会变慢。因此，必须响应运动或压缩变化的密封件，其性能可能与固定在稳定静态组件中的密封件不同。

玻璃化转变温度，通常称为 Tg，对于比较材料很有用。然而，它并不是一个通用的密封件失效温度。差示扫描量热法 (DSC) 和动态机械分析 (DMA) 表征了转变的不同方面。报告的值还取决于测试条件和所选的定义。

买家须知：询问引用的低温极限是如何确定的。材料测量、回弹性测试和泄漏测试提供的信息不同。

压缩永久变形：有用的证据，但有限制

压缩永久变形描述了压缩样品释放后剩余的变形量。在规定条件下，较低的值通常表示更好的回弹性。

通常的表达式为：

CS = [(h0 − h(t)) / (h0 − h1)] × 100%

其中，h0 是初始高度，h1 是压缩高度，h(t) 是指定测量时间时的恢复高度。

测量时间很重要，因为橡胶的恢复是时间依赖性的。在不同恢复期获得的结果不应被等同地进行比较。同样，未经检查其程序，不应将为 O 形圈或 DMA 设备改编的研究方法标记为标准测试。

压缩永久变形是一个筛选指标。它不能确定特定组件是否会泄漏。密封件的几何形状、压缩量、配合表面、压力和运动也会影响性能。

老化会改变密封件和材料

热量、氧气、周围介质和机械载荷会随着时间的推移改变弹性体。链断裂和额外的交联可能同时发生，从而改变刚度、回弹性和压缩密封件所保持的力。

未加载的测试样品不能完全代表已安装的密封件。包含预期压缩量的老化测试有助于研究这种差异。

对于 O 形圈，压缩应力松弛是另一个有用的测量方法：它跟踪密封力随时间的下降。然后，组件泄漏测试有助于将材料变化与组件的实际功能联系起来。

对于挡风雨条，功能标准可能包括水侵入、风噪、关闭力以及长时间压缩后的恢复。这些需要进行应用特定的测试。

为什么更热的老化测试不能自动预测使用寿命

加速老化很有价值，但将烘箱暴露转化为服务年限需要经过验证的模型。

有两个问题值得特别关注：

老化机制的变化。 高温测试中起作用的工艺可能与正常使用中的工艺不同。然后，单一的阿伦尼乌斯外推法可能会给出误导性的寿命估计。

扩散限制氧化。 氧气在样品表面附近消耗的速度可能比到达内部的速度快。由此产生的材料老化不均匀。整体性能测量可能会掩盖强老化表面和不太老化核心之间的差异。

这些效应取决于化合物、样品尺寸和测试条件。它们的出现不能仅凭聚合物名称推断出来。外推误差也不总是朝同一个方向：必须评估预测的可靠性和不确定性。

在 EPDM、NBR、HNBR 和 FKM 之间进行选择

将这些名称视为材料系列，而不是完整的规格。同一系列中的不同等级和配方可能表现不同。

避免仅因为某个材料系列在特定已发表的实验中表现良好而选择某种化合物。

实用的资格认证清单

在请求报价或批准样品之前，请提供：

• 图纸、样品或已确认的零件参考。
• 最低温度、正常温度和峰值暴露。
• 接触介质及其浓度。
• 压力、压缩、运动和安装条件。
• 所需的测试和可衡量的验收标准。
• 预期数量以及维护或更换要求。

在可行的情况下，测试成品组件。对于流体密封件，泄漏可能是决定性标准；对于挡风雨条，水和空气密封可能更相关。选择的压缩永久变形阈值应有应用特定的理由，而不是被呈现为通用的失效极限。

结论

可靠的密封件选择结合了特定等级的材料证据和代表已安装组件的测试。低温回弹性、持续压缩和老化都值得关注，而使用寿命声明需要比单一加速测试更多的支持。

请联系 LTHJT，提供您的图纸或样品、操作条件、所需的测试标准和数量，以获得应用审查和报价。应通过商定的资格认证流程确认产品特定的性能。

研究致谢和进一步阅读

本指南独立于客户提供的翻译，该翻译归属于第 30 章，弹性体密封件的研究——低温性能和老化行为。它不复制该章节的图表，也不声称其测量结果是我们自己的。如果可用，应添加完整的版本和出版物详细信息；作者拼写应与原始章节进行核对。