臭氧老化试验箱动态拉伸架频率0.5Hz对橡胶龟裂萌生时间的加速效应

在臭氧老化试验中，采用‌0.5 Hz‌的动态拉伸频率对橡胶试样施加周期性应变，能显著加速其龟裂的萌生过程。这一效应主要源于‌臭氧化学侵蚀‌与‌机械疲劳‌的协同作用。

 

动态拉伸频率为0.5 Hz的加速机制

‌机械疲劳促进裂纹萌生‌：0.5 Hz的频率意味着试样每秒被拉伸和复位一次。这种周期性应变会在橡胶分子链的薄弱处（如不饱和键）反复产生应力集中，导致微观缺陷的形成和积累，为臭氧攻击提供“切入点”。

‌臭氧侵蚀的协同加速‌：臭氧是一种强氧化剂，会优先攻击橡胶分子链中的不饱和双键。在动态拉伸状态下，试样表面不断有新的、未被氧化的分子链暴露出来，为臭氧反应提供了持续的反应位点。同时，机械应力会削弱分子链的结合力，使臭氧更容易引发链断裂。

‌裂纹扩展的“自催化”效应‌：一旦形成微小裂纹，裂纹尖端会成为极强的应力集中区。在0.5 Hz的循环载荷下，裂纹尖端会反复受到拉伸，加速其张开和闭合，从而更快地扩展。臭氧会持续侵蚀裂纹壁，使裂纹深度和长度迅速增加。


 

与静态拉伸的对比

‌静态拉伸‌：试样被固定拉伸至一定伸长率（如20%或25%）后保持不动。臭氧侵蚀是主要的加速因素，但缺乏机械疲劳的协同作用，因此龟裂萌生时间相对较长。

‌动态拉伸（0.5 Hz）‌：在相同的臭氧浓度和温度下，动态拉伸通过引入周期性应力，极大地加速了材料从“无裂纹”到“可见龟裂”的过程。研究表明，在动态条件下，龟裂萌生时间可能比静态条件下缩短数倍甚至更多。

标准依据

根据公开的试验标准，0.5 Hz是动态拉伸臭氧老化试验的‌标准频率‌：

 

动态拉伸试验规定，试样夹具需以‌0.5 ± 0.025 Hz‌的频率进行循环拉伸和复位，使试样从伸长率为0至最大伸长率之间循环变形。‌

 

该频率被设计为能有效模拟橡胶制品（如轮胎、密封件、传送带）在实际使用中承受的动态应力，从而在实验室环境中快速评估材料的耐动态臭氧老化性能。‌

 

‌0.5 Hz的动态拉伸频率通过引入机械疲劳，与臭氧的化学侵蚀产生协同效应，是加速橡胶龟裂萌生、缩短试验周期、评估材料在真实工况下耐久性的关键手段‌。‌