臭氧老化试验箱怎么选？静态与动态拉伸、pphm和ppm、臭氧浓度及测试标准详解

橡胶制品长期处于空气环境中，不仅会受到温度、湿度和光照影响，空气中含量很低的臭氧也可能对部分橡胶材料产生明显作用。

特别是在橡胶处于拉伸状态时，臭氧更容易导致材料表面出现细小裂纹。随着暴露时间增加，裂纹可能继续发展，最终影响密封、绝缘、强度以及产品使用可靠性。

臭氧老化试验箱就是针对这类问题设计的实验室环境试验设备。

它通过控制臭氧浓度、温度、气体流动以及试样拉伸状态，在规定时间内观察橡胶表面的龟裂情况，用于评价材料的耐臭氧老化性能。

在行业中，这类设备也常被称为橡胶臭氧老化试验箱、臭氧龟裂试验箱、耐臭氧试验箱、臭氧耐候试验箱或臭氧老化试验机。

一、臭氧老化试验主要测试什么？

臭氧对某些含有不饱和结构的橡胶材料具有较强作用。

当橡胶试样受到一定拉伸应力时，臭氧可能与材料表面发生反应，使表面逐渐形成裂纹。

因此，臭氧老化试验的核心目的不是单纯看材料“有没有变旧”，而是评价规定臭氧环境和应变条件下橡胶是否发生龟裂，以及裂纹出现的时间、数量和严重程度。

常见测试对象包括：

汽车密封条、密封圈、胶管、轮胎橡胶材料、电线电缆护套、减震橡胶件、防水橡胶件、工业橡胶制品以及其他硫化橡胶和热塑性橡胶材料。

二、臭氧老化试验箱是怎么工作的？

设备首先通过臭氧发生系统产生臭氧，并与经过净化处理的空气混合。

臭氧浓度传感器持续检测工作室内臭氧浓度，控制系统根据设定值自动调节臭氧发生量，使箱内浓度维持在规定范围。

试样按照标准要求安装在静态或动态拉伸夹具上，再放入试验工作室。

试验过程中同时控制：

臭氧浓度；

工作室温度；

试样拉伸状态；

箱内气体流速；

暴露时间。

试验结束后观察试样表面是否产生裂纹，并按照对应标准进行评价。

三、什么是静态臭氧老化试验？

静态臭氧试验是将试样拉伸到规定的伸长率以后，整个暴露过程中保持这个拉伸状态不变。

例如试样按照标准规定拉伸一定比例，然后固定在试样架上，在规定臭氧浓度和温度下持续暴露。

试验期间试样本身不进行周期性的伸缩运动。

这类试验主要用于评价材料在长期保持固定应变状态时抵抗臭氧龟裂的能力。

国内常用GB/T 7762-2014进行硫化橡胶或热塑性橡胶静态拉伸耐臭氧龟裂试验。

四、什么是动态臭氧老化试验？

动态臭氧试验与静态试验最大的区别，是试样在臭氧环境中需要反复进行拉伸和恢复。

试样会按照规定的拉伸幅度、运动方式和循环条件持续运动。

这种方式更加适合模拟实际使用过程中需要不断发生变形的橡胶零件，例如部分胶管、密封件、减震件以及动态工作橡胶部件。

国内目前常用GB/T 13642-2015进行动态拉伸耐臭氧龟裂试验。

动态试验不能只靠普通静态夹具完成，设备需要增加专门的动态拉伸驱动机构。

五、静态和动态臭氧老化试验有什么区别？

选择设备时，应先确认产品标准要求静态还是动态试验。

如果以后两个项目都需要做，可以在设备设计时考虑配置静态和动态两套夹具及驱动系统。

设备详细规格及技术参数可查看：臭氧老化试验箱

六、臭氧浓度中的pphm是什么意思？

国内橡胶臭氧老化标准和设备资料中，经常会看到pphm这个单位。

pphm表示体积分数“亿分之一”。

ppm则表示“百万分之一”。

二者关系为：

100pphm = 1ppm

常见换算如下：

因此设备标称10～1000pphm，换算后大约为0.1～10ppm。

七、50pphm是不是等于50ppm？

不是。

这是臭氧设备使用过程中比较容易出现的单位误解。

50pphm = 0.5ppm

而不是50ppm。

50ppm相当于5000pphm，二者相差100倍。

所以在客户提供试验条件时，必须确认对方使用的是ppm还是pphm，不能只看数字。

八、臭氧浓度是不是越高老化越快？

一般来说，提高臭氧浓度可能会加快材料发生变化，但标准化试验不能因为希望缩短时间就任意提高臭氧浓度。

不同臭氧浓度可能使材料产生不同的老化速度甚至不同的失效表现。

如果标准规定50pphm，就应按照规定条件进行试验，而不是自行提高到500pphm或1000pphm。

设备具有较宽的臭氧调节范围，主要是为了覆盖不同标准和不同材料的测试需要，而不是意味着实际测试一定要使用最高浓度。

九、为什么臭氧浓度检测这么重要？

臭氧老化试验的核心环境参数就是臭氧浓度。

如果浓度测量长期偏高或偏低，材料实际受到的臭氧作用就会与设定条件不同，最终影响试验结果。

因此一台专业臭氧老化试验箱不仅要有臭氧发生器，还应该具有稳定的臭氧浓度检测和控制能力。

GB/T 35804-2018专门规定了实验室臭氧试验箱中臭氧浓度的测定方法。

国际上ISO 1431-3:2017也专门针对实验室试验箱中的臭氧浓度测定进行了规定。

对于长期用于质量控制或第三方检测的设备，臭氧浓度检测系统还应考虑定期检查和校准。

十、臭氧浓度常用哪些检测方法？

臭氧浓度可以采用不同的检测方法。

不同设备可能采用电化学传感器、紫外吸收法或其他仪器测量方式。

其中紫外吸收法是国际臭氧浓度测量中常见的参考方法之一。

电化学传感器结构相对简单，在工业臭氧老化设备中也比较常见。

具体采用哪一种方式，要根据设备量程、精度要求、使用频率以及实验室计量要求确定。

如果设备主要用于企业内部材料筛选和质量控制，可根据实际需求配置；如果用于第三方实验室或高精度研究项目，则应更加关注测量方法、校准方式以及数据溯源。

十一、臭氧试验为什么还要控制温度？

橡胶材料与臭氧之间的反应会受到温度影响。

不同温度条件下，材料老化速度和裂纹发展情况可能不同。

因此标准臭氧老化试验通常会同时规定臭氧浓度和试验温度。

设备不能只控制臭氧浓度而忽略工作室温度。

同样，在不同实验室进行结果比较时，也应保证温度、臭氧浓度、拉伸状态和暴露时间等条件一致。

十二、气体流速为什么也是臭氧试验参数？

臭氧试验箱内部需要保持合理的空气和臭氧混合循环。

如果气流组织不合理，工作室不同位置的臭氧浓度可能产生差异，从而影响不同试样之间的测试一致性。

因此设备设计时需要考虑：

臭氧混合；

空气循环；

气体流速；

工作室结构；

试样摆放位置。

不能简单理解成只要臭氧传感器显示正确数字，箱内所有位置的试验条件就一定完全一致。

十三、臭氧老化试验需要控制湿度吗？

常规橡胶臭氧龟裂试验的核心参数主要包括臭氧浓度、温度、拉伸状态、气流和暴露时间。

并不是所有臭氧试验都像恒温恒湿试验一样，需要连续控制一个固定相对湿度值。

如果某个具体材料标准对相对湿度有要求，则设备需要根据对应标准提供相应控制条件。

所以采购设备时应先看具体执行标准，而不要只根据“臭氧老化箱”几个字判断所有功能都必须配置。

十四、臭氧老化试验为什么通常要避免额外光照影响？

臭氧老化试验主要研究臭氧作用下橡胶材料的龟裂行为。

如果试样同时受到较强紫外光或太阳辐射，就会增加其他老化因素，使测试结果不再只反映臭氧影响。

因此标准化试验通常要求在规定的臭氧、温度和应变环境下进行，并避免不必要的直接光照干扰。

这也是臭氧老化试验与UV紫外老化、氙灯老化的一个明显区别。

十五、臭氧老化试验箱和UV、氙灯老化有什么区别？

三种设备都属于材料环境老化试验设备，但模拟的环境因素和试验目的不同。

具体选择哪一种设备，应根据产品实际执行标准决定。

十六、臭氧老化500小时相当于实际使用几年？

不能进行固定比例换算。

真实产品在使用过程中会同时受到臭氧浓度、温度、应力、材料配方、光照、湿度以及其他环境因素影响。

不同地区实际空气臭氧浓度也不一样。

因此不能简单说：

“臭氧老化500小时等于使用5年”

或者：

“1000小时等于10年”。

实验室臭氧试验主要用于在规定条件下比较不同材料或不同配方的耐臭氧性能，而不是直接预测一个产品可以使用多少年。

十七、臭氧老化试验箱怎么选？

选型时首先确认被测产品执行标准。

然后确认需要静态拉伸还是动态拉伸。

接下来重点确认以下条件：

臭氧浓度范围；

常用试验浓度；

工作室温度；

试样尺寸和数量；

静态拉伸率；

动态拉伸行程及频率；

气体流速；

臭氧浓度检测方式；

试验时间；

尾气处理方式。

如果主要进行GB/T 7762静态臭氧试验，可以重点配置静态拉伸夹具和稳定的臭氧浓度控制系统。

如果需要GB/T 13642动态试验，则必须增加符合试验要求的动态拉伸机构。

长期用于实验室连续检测时，还应考虑臭氧浓度传感器校准、臭氧发生器维护和尾气处理系统。

设备详细规格及技术参数可查看：臭氧老化试验箱

十八、臭氧老化试验箱为什么需要尾气处理？

臭氧是一种强氧化性气体。

试验完成以后，工作室中仍可能存在一定量残余臭氧。

如果直接开门排放到实验室环境中，不利于操作人员安全。

因此臭氧试验设备通常需要配置相应的臭氧分解、催化、吸附或安全排放系统。

试验结束后，应先降低箱内臭氧浓度，再按照设备操作程序开门取样。

设备安装现场也应保持良好通风。

十九、LSK臭氧老化试验箱

深圳市朗斯科检测仪器有限公司LSK-CY5臭氧老化试验箱用于橡胶及弹性材料耐臭氧龟裂性能测试。

标准设备工作室尺寸为500×500×600mm，臭氧浓度范围10～1000pphm，温度范围RT+10℃～60℃。

设备可根据试验要求配置静态试样夹具、动态拉伸机构、臭氧浓度检测、空气循环、气体净化和尾气处理系统。

对于不同项目，建议在设备选型前提供被测材料名称、执行标准、臭氧浓度、试验温度、静态或动态拉伸要求、试样尺寸和数量，以便确定合适的设备配置。

二十、常见问题

臭氧老化试验箱主要用于什么材料？

主要用于硫化橡胶、热塑性橡胶、密封件、胶管、电缆护套以及其他需要评价耐臭氧龟裂性能的弹性材料。

50pphm是多少ppm？

50pphm等于0.5ppm。

100pphm是多少ppm？

100pphm等于1ppm。

静态臭氧和动态臭氧有什么区别？

静态试验是在固定拉伸状态下暴露，动态试验则需要试样周期性拉伸和恢复。

静态设备可以直接做动态试验吗？

普通静态设备不能直接完成标准动态臭氧试验。需要配置相应的动态拉伸机构和控制系统。

臭氧浓度越高测试是不是越好？

不是。标准要求多少浓度就应采用相应浓度，不能为了缩短测试时间随意提高。

臭氧老化试验需要UV灯吗？

不需要。臭氧龟裂和UV紫外老化属于不同环境试验方法。

臭氧老化试验可以预测产品寿命吗？

不能直接换算实际使用年限，主要用于规定条件下的材料耐臭氧性能评价和比较。

臭氧浓度传感器需要校准吗？

长期使用可能产生测量漂移，建议根据设备使用频率及实验室质量体系进行定期检查和校准。

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