塑料臭氧老化检测

检测核心原理

臭氧是强氧化剂，会与塑料中的不饱和键（如橡胶、某些弹性体中的双键）发生化学反应，导致分子链断裂或交联。这一过程会使塑料出现表面龟裂、变硬、发脆，或力学性能（如拉伸强度、伸长率）下降。检测正是通过人工模拟高浓度臭氧环境，加速这一老化过程，从而快速预测塑料在实际使用中的寿命。

关键检测条件与参数

检测结果的准确性高度依赖于对环境条件的精准控制，核心参数包括以下 4 项：

1. 臭氧浓度：根据实际应用场景设定，常见浓度范围为 0.02-100 ppm。户外暴露环境通常参考 0.02-0.1 ppm，而加速老化测试会使用更高浓度（如 5-50 ppm）以缩短试验周期。

2. 温度：臭氧反应速率随温度升高而加快，常规测试温度控制在（40±2）℃，特殊需求可调整为（23±2）℃或（60±2）℃。

3. 相对湿度：湿度会影响臭氧的稳定性和塑料的吸湿性，一般控制在（50±5）% RH，部分标准也允许在（30-70）% RH 范围内调整。

4. 拉伸应力（动态测试）：对于弹性体或需要承受外力的塑料（如密封件），会施加恒定拉伸应力（通常为 5%-30% 拉伸率），模拟实际受力状态，加速龟裂产生，重点观察 “首次龟裂时间”。

主要检测标准与评价指标

不同行业有对应的标准规范检测流程，评价则围绕外观和性能变化展开。

1. 常用检测标准

• ：ISO 1431-1（橡胶 臭氧老化试验 第 1 部分：静态和动态拉伸试验），适用于含橡胶成分的塑料弹性体。

• 国家标准：GB/T 7762-2014（硫化橡胶或热塑性橡胶 耐臭氧龟裂静态拉伸试验），是国内塑料臭氧老化检测的核心依据。

• 行业标准：ASTM D1149（橡胶劣化的标准试验方法 臭氧作用），在汽车、电子行业应用广泛。

2. 核心评价指标

• 外观变化：通过肉眼或显微镜观察，记录表面是否出现龟裂、变色、发黏等现象，并分级（如无龟裂、轻微龟裂、严重龟裂）。

• 力学性能变化：测试老化前后的拉伸强度、断裂伸长率、弹性模量等，计算性能保留率（如伸长率保留率 = 老化后伸长率 / 老化前伸长率 ×），保留率越低说明老化越严重。

• 龟裂时间：动态测试中，记录样品首次出现可见龟裂的时间，作为抗臭氧老化能力的关键指标。

样品要求与注意事项

1. 样品制备：样品需从塑料成品或半成品上均匀截取，厚度、尺寸需符合标准要求（如 GB/T 7762 要求样品为哑铃型，厚度 2mm±0.2mm），避免有气泡、杂质或划痕。

2. 试验前处理：样品需在标准环境（23℃±2℃，50%±5% RH）下放置至少 24 小时，消除加工应力对检测结果的影响。

3. 安全性：臭氧具有刺激性，检测需在密闭的臭氧老化试验箱中进行，试验后需通风排出残留臭氧，避免人体吸入。