ISO 11346 硫化橡胶或热塑性橡胶 - 使用寿命和最高温度估算

国际标准化组织（ISO）发布的标准“ISO 11346 硫化橡胶或热塑性橡胶 - 使用寿命和最高温度的估算”描述了估算橡胶长期暴露在高温下所产生的耐热性的原则和程序。

本标准指定了两种方法： —— 一种是使用阿伦尼乌斯关系； — 另一个使用 WLF 方程。在本国际标准中，热阻的估算仅基于暴露于高温一段时间后所选特性的变化。橡胶的各种性能在热老化过程中会以不同的速率变化，因此只能使用相同的性能来比较不同的橡胶。

化学反应的速率通常随着温度的升高而增加。通过将试件暴露于一系列高温，可以推断出降解机制的反应速率与温度之间的关系。然后可以通过推断在特定温度下经过特定时间的劣化程度或在特定温度下达到特定劣化程度所需的时间来进行估算。

反应速率与温度的关系常用阿伦尼乌斯方程来表示。给定温度下的反应速率是通过在该温度下选定属性的值随暴露时间的变化而获得的。反应速率可以通过达到一定程度的降解（阈值）的时间表示，如果性质/温度关系复杂，这可能是唯一可用的测量方法。阿伦尼乌斯近似仅适用于化学分解反应，在物理（粘弹性）变化不易分离为化学变化的测试中可能会给出不正确的结果。

另一种处理橡胶的方法是使用威廉姆斯-兰德尔-费里方程。该方程进行时间/温度转换，并且不对任何给定温度下性质/时间关系的具体形式做任何假设。因此，原则上，它可以应用于任何物理性质，包括聚集和松弛，或者应用于性质/时间关系复杂的情况。

该标准基于ISO 2578和IEC 60216标准。

就本标准而言，适用以下术语和定义：

• 使用寿命是指受试材料在使用温度下达到受试特性规定阈值的时间。
• 最高使用温度是试验材料在规定时间后达到试验性能规定阈值的温度。
• 阈值是被测属性的最大可接受值的特定退化程度。可以用达到阈值的时间来表示反应速率。

原则上，在选定的测试温度下，选定特性（例如机械或粘弹性特性）的数值变化可作为时间的函数进行确定。测试持续进行，直到超过相关特征的相关阈值。至少在另外两个温度下进行进一步测试。对于阿伦尼乌斯程序，将反应速率的测量结果以对数形式绘制为温度的倒数函数，并将所得直线外推或内插回使用温度。对于 Williams Landel Ferry 程序，计算移位常数并将其用于将属性/时间关系转移到使用温度。

所选择的测试最好关注可能具有实际重要性的特征。只要有可能，就应使用国际标准规定的测试方法。对于一般评估，通常使用硬度和拉伸应力-应变特性，但需要应力松弛或压缩稳定，例如对于密封应用。对于试件的老化，应使用符合“ISO 188 橡胶、硫化或热塑性塑料 - 加速老化和耐热性试验”标准要求的循环空气烘箱。

阈值应选择为所测试的特性和最终用途可接受的最大退化程度。通常会选择房产初始价值的 502%。测试通常应持续足够长的时间，直到达到阈值。尽管可以推断出更高程度的失真，但不建议这样做。

试件的尺寸、制备方法必须符合相应的试验方法标准。破坏性试验方法所需的最小试件总数取决于：

• 按照试验方法标准单次试验所需试件数量
• 在任何暴露温度下获得性能/时间关系所需的不同老化期数
• 暴露温度次数

公式中给出了所需的最少试件数量。

建议在每个温度下老化额外的测试件，以防在几周、几个月或几年的老化后出现问题，或者需要额外的暴露温度来增加灵敏度。无损检测方法所需的最少试件数量通常在公式中给出。

测量压缩永久变形、拉伸永久变形和松弛时，最好在不同时间对相同的试件进行测试，以减少所需的试件数量。这也减少了测试结果的变化。此外，可能需要进行试运行来确定暴露温度和每个温度下所需的测试点数量。虽然可以减少测试方法标准中给出的测试件数量以节省测试，但结果推断需要尽可能高的精度，并且在某些情况下可能建议增加测试件的数量。

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