橡胶密封件老化以及原因介绍
2026-02-03
在橡胶密封件生产制造制造步骤中，因为受內外要素的整体功效而造成橡胶物理学特性和性能的逐渐产生变化，并失去使用功能，导致密封件寿命过小，这类转变称为橡胶老化。橡胶老化的表层表现形式主要为：
1.变软发粘：例如天然橡胶的热氧化、氯醇橡胶的老化。
2.变硬变脆：例如顺丁橡胶的热氧老化，丁腈橡胶、丁苯橡胶的老化。
3.开裂断裂：例如不饱和橡胶的臭氧老化、大部分橡胶的光氧老化。
4.发霉：例如橡胶的生物微生物老化。除以上以外，掉色和脱层也是常见的老化形式。
密封件老化后会导致其性能变化，这里的性能主要包括：
密封件物理化学性能的变化：比重、导热系数、玻璃化温度、 熔点、折光率、溶性、熔胀性、流变动性、分子量、分子量分布，耐寒、透气 、透水、透光等性能 的变化。
密封件物理机械性能的变化：拉伸强度、伸长率、剪切强度、疲劳强度、弹性、耐磨性都下降。
密封件电性能的变化：绝缘电阻、介电常数、介电损耗、击穿电压等电性能的变化、电绝缘下降。
橡胶密封件是由橡胶材料制作的，那橡胶密封圈老化的原因是什么呢？下面进行简单介绍。
1、温度。温度的上升造成密封环的橡胶材料裂化，造成化氧化还原反应并加快橡胶氧化还原反应速率。例如，提高温度可引起硅橡胶制品的热裂解或热交联。热的基本作用还是活化作用。提高氧扩散速度和活化氧化反应，从而加速橡胶氧化反应速度，这是普遍存在的一种老化现象-热氧老化。
2、光。对橡胶密封圈影响较大的是能量较高的紫外光，光波越少，动能越大。紫外线除了能直接引起橡胶分子链的断裂和交联外，橡胶也因吸收光能而产生游离基，引发并加速氧化链反应过程。光同样对密封件起着加热作用，但是与（热作用不同），光会使含胶率高的橡胶密封件出现网状裂纹，即所谓的“光外裂纹”。
3、氧。氧在橡胶中通橡胶分子产生游离子基链锁反应，分子链出现破裂或过分化学交联，造成橡胶密封圈特性的更改?；ё饔檬窍鸾豪匣墓丶倒手?。
4、臭氧。臭氧的化学活性氧高得多，破坏性更大，它同样是使分子链发生断裂，但臭氧对橡胶的效果状况随橡胶密封圈形变程度而不一样。当作用于变形的橡胶（不饱和橡胶）时，会出现向着应力方向的裂纹，即所谓的“应力龟裂”，当作用于非变形的橡胶时，仅表面生成氧化膜而不龟裂。
5、环境湿度。湿度或者水的作用有促进老化和延缓老化两个方面：例如，硅橡胶制品在潮湿空气淋雨或浸泡在水中时，容易破坏，这是由于橡胶中的水溶性物质和清水荃团等成分被水抽提溶解。特别是在水浸泡和大气曝光交替作用下，会加速橡胶密封件的破坏。但也存在一些情况下，水分对橡胶不起破坏作用，甚至会延缓老化。
6、机械应力。在机械应力重复作用下，由于高分子聚合物的粘滞性，使密封圈在变形周期内，其松弛过程来不及完成，然后进入下一个变形周期，使橡胶密封圈内部变形不断增加。当应力较大，便出现分子链断裂而生成自由基，引发橡胶密封分子的氧化链反应；橡胶密封圈在反复变形时，其机械应力会使橡胶密封件分子链中的原子价力减弱，因此降低了它的氧化反应活化能。加速了橡胶密封圈分子的氧化裂解反应。氧化活化能的降低，就是在疲劳过程中，机械能转化为化学能过程的结束；橡胶密封件在反复变形时，产生滞后现象，引起内耗，从而使橡胶材质内部生热，于是加速了橡胶密封件的氧化链反应。
7、其他因素：其他因素包括电化学腐蚀，辐射以及生物作用等。
根据以上所述，在实际应用中，橡胶密封件的老化实际上可能是机械应力，温度，氧气，臭氧和其他因素综合作用的结果。由此可见，在设计和应用橡胶密封件时，需要根据实际需求选择合适的密封件材料和维护措施以提高其抗老化性能，满足使用寿命要求。
来源：公众号“机械设计工具助手”
