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热油老化对氟橡胶特性影响及寿命预测研究 热油老化对氟橡胶特性影响及寿命预测研究 摘 要 橡胶密封件是飞机燃油、液压及环控三大系统的关键基础件之一。受高压、 宽温域的作用，橡胶密封件易出现老化现象，导致密封失效，不仅影响三大系统 的运行和效率，严重时会对飞机的飞行安全造成影响。氟橡胶是橡胶密封件常用 的一种胶料，其热油老化现象普遍存在，影响橡胶密封件的工作性能，因此系统 开展氟橡胶的热油老化试验研究具有重要意义。本文主要研究工作如下： 首先，以目前航空系统常用的 FX- 17 氟橡胶为研究对象，选择普遍使用的 15 号航空液压油为老化浸泡介质，依据GB/T 294 1-2006 《橡胶物理试验方法试 样制备和调节通用程序》，设计了7 种不同温度 （23 ℃ 、70 ℃ 、100 ℃ 、125 ℃ 、 150 ℃ 、175 ℃ 、200 ℃ ）和7 种不同浸泡时间 （1 d、3 d、7 d、14 d、2 1 d、28 d、 35 d ）的试验工况，对FX- 17 开展加速老化试验。 其次，通过测试拉伸强度、拉断伸长率、100 %定伸应力、撕裂强度、压缩 永久变形和硬度变化率等力学性能参数，对热油老化FX- 17 的力学性能进行了测 试和评价。结果表明，随着老化温度的升高和老化时间的延长，老化FX- 17 的拉 伸强度、拉断伸长率、100 %定伸应力和撕裂强度整体呈下降趋势，压缩永久变 形呈增大趋势；自由状态下老化的FX- 17 哑铃型试样表面硬度逐渐降低，受压老 化的A 型圆柱体试样端面硬度逐渐降低，周向硬度逐渐升高。 再次，采用场发射扫描电子显微镜、能谱分析仪、傅里叶红外光谱仪、热重 分析仪对FX- 17 老化前后的拉伸断口形貌、断口元素含量、化学分子结构及热稳 定性等进行分析。结果表明，随着老化程度的加深，断口的断裂形式发生改变， 胶料内部的添加剂析出，靠近断口外侧局部区域的添加剂元素含量随温度的升高 逐渐降低，氧化反应不断增强，分子链发生断裂，热稳定性下降，导致力学性能 整体呈下降趋势。 最后，以老化试验得出的压缩永久变形和拉伸强度数据为评定指标，分别采 用标准方法和变活化能方法进行FX- 17 的贮存寿命预测，并对预测结果进行了比 较、验证和讨论。结果表明，以压缩永久变形为评定指标并采用变活化能方法进 行的寿命预测结果更合理。 关键词：氟橡胶，热油老化，力学性能，寿命预测 I 浙江工业大学硕士学位论文 EFFECT OF HOT OIL AGING ON FLUORORUBBER PROPERTIES AND LIFE PREDICTION ABSTRACT Rubber seals are one of the key components of the three major systems of aircraft fuel, hydraulic and environmental control systems. Due to the action of high pressure and wide temperature range, rubber seal s are prone to aging, resulting in seal failure, which not only affects the operation and efficiency of the three systems, but also affects the flight safety of the aircraft in severe cases. Fluororubber is a kind of rubber compound commonly used in rubber seals. Hot oil aging phenomenon is widespread and affects the working performance of rubber se