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加工·应用合成橡胶工业，2024-03-15,47(2)：153~159

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D0I:10.19908/j.cnki.ISSN1000-1255.2024.02.0153

减振制品用天然橡胶在存储过程中

结构与性能的演变

刘治澳，赵庆镇，马春临，李培军*

（青岛科技大学高分子科学与工程学院/橡塑材料与工程教育部重点实验室，山东青岛266042）

摘要：采用长期储存和加速老化相结合的方法对减振制品用天然橡胶（NR）在存储过程中结构与

性能的演变进行研究。结果表明，随着老化温度的升高和老化时间的延长,NR硫化胶的硬度、100%定

伸应力、300%定伸应力、储能模量和损耗模量均逐渐增大且总体变化趋势与交联密度的变化趋势相

近，拉伸强度和扯断伸长率的变化率均呈现整体下降趋势，而损耗因子则迅速降低并趋于稳定，动静

刚度比呈现先降低后缓慢上升的趋势；热空气老化对NR硫化胶减振性能的影响较小。

关键词：天然橡胶；空气弹簧；热氧老化；交联密度；硬度；动态力学性能；动静刚度比

中图分类号：TQ336.4文献标志码：B文章编号：1000-1255(2024)02-0153-07

近些年来，我国铁路运输的快速发展对高速间内测试多个不同老化条件下的性能指标，得出

动车的行驶速度提出了更高的要求，但过高的车性能随老化时间的变化关系，然后运用Arrhenius

速必然会引起车体的振动，从而降低行车安全性方程外推至正常条件下的性能变化来进行性能

及乘客舒适性[1-2]。目前，高速动车组减振系统普预测。大量试验结果表明，采用高温加速老化

遍采用空气弹簧悬挂系统，其核心部件是空气弹方法预测橡胶制品的性能变化与实测结果是一

簧，因此空气弹簧的动态特性对于改善动车组的致的[12]。机理一致性可保证不同加速温度下数据

动力性能、提高列车运行品质起着十分重要的作外推至常温时数据的合理性。刘巧斌[13]采用激活

用[3]。空气弹簧是在封闭柔性的橡胶囊内充入压能不变的方法得出天然橡胶(NR)发生老化机理

缩空气，利用压缩空气和橡胶囊耦合产生的非线转变的温度为90℃,因此加速老化实验的温度应

性作用实现减振效果的新型非金属弹簧[4-5]。与传低于该温度。而Guo等[14-15]采用加速NR老化的

温度普遍在100℃以上，虽然会大幅度缩短试验

统的螺旋弹簧相比,空气弹簧具有明显的非线性

时间，但是老化机理已经发生改变，可能会导致

弹性特性且振动频率较低，因此乘用车悬架系统

预测结果的不准确。本工作拟采用长期储存和加

可以有效减缓路面传递到车身的振动[6-8]。橡胶弹

速老化相结合的方法对NR基减振制品在存储过

簧寿命的长短关乎到工程车辆的使用安全问题，

程中结构与性能的演变进行研究，其中加速老化

所以预测橡胶弹簧的使用寿命具有现实指导意

的温度最高为70℃,远低于NR发生老化机理转

义[9-10]。橡胶老化方法主要有长期储存法和加速

变的温度。

老化法。长期储存法是让橡胶制品处于长期储存

停放状态，并定期对其特定性能进行检测，这种收稿日期：2023-03-20；修订日期：2023-12-16。

方法虽然结果较为准确，但需长期储存停放，存作者简介：刘治澳（1998一），男，山东泰安人，硕士研究生。

研究方向为高分子材料