ISO 1431 硫化橡膠或熱塑性橡膠 - 耐臭氧開裂

國際標準化組織（ISO）發布的標準「ISO 1431 硫化橡膠或熱塑性橡膠-耐臭氧開裂性」由以下以同一標題發布的小節組成：

• 標準「ISO 1431-1 第 1 部分：靜態和動態應變測試」描述了用於預測硫化橡膠或熱塑性橡膠在暴露於含有指定臭氧濃度、指定溫度和（如有必要）指定相對濕度的空氣中，在靜態或動態拉伸應力下以及在沒有直射光影響的情況下抗開裂能力的程序。

本標準採用目視觀察、影像分析或兩者結合的方式評估裂紋的形成和擴展。此外，還可以測定暴露引起的物理或化學性質的變化。 ISO 1431-3 中包含了測定臭氧濃度的參考方法和替代方法。

臭氧通常以微量存在於大氣中。然而，即使是微量的臭氧也會導致敏感橡膠在拉伸應力下開裂，從而導致強度損失。因此，必須對橡膠進行耐臭氧暴露測試。由於自然暴露的不確定性，橡膠的耐臭氧測試通常在實驗室中使用專門設計的臭氧室進行。

在嘗試將標準測試結果與實際使用性能聯繫起來時，必須格外謹慎，因為不同橡膠的相對耐臭氧性能會因各種條件（尤其是臭氧濃度、溫度和相對濕度）而發生顯著變化。此外，測試是在拉伸變形的薄試件上進行的，由於尺寸、變形類型和變形程度的影響，實際使用試片的侵蝕嚴重程度可能會有很大差異。標準附錄（附錄A）中包含了關於臭氧開裂性質的說明。

• “ISO 1431-2 標準「第2部分：動態應變測試」已不再適用，其內容已納入ISO 1431-1標準的最新更新中。
• 標準「ISO 1431-3 第 3 部分：測定實驗室測試室中臭氧濃度的參考和替代方法」描述了三種測定實驗室測試室中臭氧濃度的方法。
  • 方法A紫外線吸收：此方法為參考方法，可作為替代方法B和C的校準工具。
  • 方法 B 儀器技術：
    • B1：電化學
    • B2：化學發光
  • 方法C 濕式化學技術：
    • 方法一
    • 方法 II
    • 方法三

橡膠臭氧裂解測試中所使用的氣態臭氧/空氣混合物的分析技術多種多樣，包括濕化學法、電化學電池法、紫外線吸收法和乙烯化學發光法。

原則上，濕化學法、電化學法和紫外線吸收法具有可比性，但在實踐中，它們往往無法產生相同的結果。濕化學法通常涉及碘化鉀溶液中臭氧的吸收，然後用硫代硫酸鈉滴定釋放的碘，傳統上用於橡膠工業，並在國家標準中有規定。它們不適合連續操作或控制，因此在實踐中不如儀器方法那麼受歡迎。已證明，所得結果對測試程序以及試劑濃度和純度的細微變化很敏感，關於反應的化學計量也存在許多爭議。

電化學方法廣泛應用於橡膠工業，並已證明可用於連續監測和控制臭氧。化學發光法也已被使用。近年來，具有類似監測和控制功能的紫外線吸收分析儀的使用也日益增加。最重要的是，這項技術已被所有主要環保組織採納為標準並普遍接受。

因此，該標準紫外線吸收法已被採用為所有其他方法校準的參考技術。與任何測量儀器一樣，任何紫外線儀器的精度都取決於其組件的校準和維護，因此即使是紫外線分析儀也必須與公認的標準儀器進行比較。許多國家正在進行研究，以提出一種主要的基準儀器。

ISO 1431系列標準是一項國際標準，其中包含評估硫化橡膠或熱塑性橡膠以及某些塑膠在靜態或動態條件下抵抗臭氧誘發開裂的測試方法。該標準對於依賴暴露於臭氧的橡膠和塑膠材料的行業至關重要，例如汽車、航空航天和工業製造。

臭氧是氧氣的一種高活性形式，存在於大氣中，會加速材料老化，尤其是在戶外應用。此標準對於確保輪胎、密封件和軟管等在臭氧暴露嚴重的環境中的耐久性至關重要。它可以幫助製造商預測產品壽命並滿足行業要求。

ISO 1431標準中所描述的主要方法有：

• 靜態應變測試：此方法評估材料在恆定應變下抗臭氧開裂的能力。測試樣品通常為啞鈴形或矩形條狀，在受控溫度（通常為40攝氏度±2度）和濕度條件下，暴露於規定的臭氧濃度（例如，50 ppm ± 5 ppm，體積分數，百萬分之幾）下。將樣品拉伸至規定的伸長率（例如，20%），並在該位置保持暴露時間。在規定的時間（例如，24、48或72小時）後，透過目視或顯微鏡檢查樣本是否有裂痕。
• 動態應變測試：此方法透過模擬材料在實際環境中承受反覆機械應力的條件，評估材料在循環拉伸和鬆弛條件下的耐臭氧性能。將試樣安裝在動態試驗機上，在暴露於臭氧的同時施加連續或間歇應變（例如，0% 至 20% 的伸長率）。此方法對於輪胎或皮帶等材料需要反覆彎曲的應用尤其重要。
• 加速老化測試：本標準包含加速老化測試條款，用於模擬較短時間內的長期臭氧暴露。這些測試使用更高的臭氧濃度或更高的溫度來加速材料降解，使製造商能夠預測材料在較長時間內的性能。

此標準包含精確的測試條件。例如，

• 臭氧濃度：依測試要求通常為 25、50、100 或 200 ppm。
• 溫度：標準測試在 40 度下進行，但對於特定應用可以使用不同的溫度。
• 濕度：控制濕度以確保一致的結果，因為濕度會影響臭氧的降解。

測試前應對樣品進行調節以消除殘餘應力（例如，溫度為 23 度±2 度，相對濕度為 50%±5%）。

為了確保條件的一致性，需要配備臭氧產生器和精確環境控制裝置的專用臭氧測試室。這些測試室必須符合 ISO 1431 標準的準確性和可重複性。

ISO 1431 標準提供了以下方面的標準化方法：

• 品質控制：確保橡膠和塑膠材質符合耐臭氧暴露的標準。
• 材料選擇：幫助製造商選擇適合特定環境條件的材料。
• 產品開發：指導抗臭氧劑或蠟等抗臭氧化合物的配方。
• 法規遵循：滿足汽車零件和工業密封件等產品的產業和法規要求。

此標準對於汽車輪胎、傳送帶或密封系統等行業至關重要，因為由於臭氧裂解而導致的材料故障可能導致安全風險或性能問題。

我們機構營運多年，密切關注全球科技發展，擁有一支技術精湛的團隊和完善的基礎設施，為各行各業的企業提供廣泛領域的測試、測量和分析服務。此外，我們也提供符合 ISO 1431「硫化橡膠或熱塑性橡膠 - 耐臭氧開裂」標準的測試服務。