摘要：氮?dú)饩哂蟹乐馆喬パ趸g、保持胎壓平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)，是輪胎常用的充填氣體。本文利用壓差法原理測試了輪胎橡膠的氮?dú)馔高^量，并介紹了試驗(yàn)原理、壓差法氣體滲透儀相關(guān)試驗(yàn)設(shè)備的參數(shù)及適用范圍、試驗(yàn)過程等內(nèi)容，為監(jiān)測輪胎對氮?dú)獾淖韪粜阅芴峁﹨⒖肌?/span>

關(guān)鍵詞：氮?dú)馔高^量、氮?dú)庾韪粜阅堋⑤喬?、橡膠、壓差法氣體滲透儀

1、意義

因氮?dú)馐且环N化學(xué)性能穩(wěn)定的惰性氣體，作為輪胎內(nèi)填充氣體可有效防止輪胎內(nèi)襯層和橡膠氧化而出現(xiàn)的彈性、強(qiáng)度降低及龜裂等老化現(xiàn)象，還可避免對金屬成分的腐蝕，極大程度減輕輪輞生銹的狀況，延長輪胎的使用壽命。

胎壓是影響汽車行駛平穩(wěn)性及油耗大小的重要因素，胎壓過大汽車運(yùn)行不平穩(wěn)且易爆胎，胎壓不足則會(huì)增加油耗，平穩(wěn)胎壓的維持除了與輪胎初始充填氮?dú)饬坑嘘P(guān)外，還與使用過程中輪胎對氮?dú)獾谋４婺芰τ嘘P(guān)，其中對氮?dú)獾淖韪粜阅苁窃u價(jià)輪胎保存氮?dú)饽芰Φ闹匾蛩?，較高的氮?dú)庾韪粜阅芸山档洼喬?nèi)氮?dú)庀颦h(huán)境中的滲透量，使輪胎內(nèi)的氮?dú)饬块L時(shí)間維持在初始水平。因此，本文針對性的測試了輪胎用橡膠材料的氮?dú)馔高^量。

2、試驗(yàn)樣品

汽車輪胎用橡膠材料。

3、試驗(yàn)方法

本次試驗(yàn)采用壓差法原理對樣品的氮?dú)馔高^量進(jìn)行測試，試驗(yàn)依據(jù)為GB/T 7755-2003《硫化橡膠或熱塑性橡膠 透氣性的測定》中的恒容法。

4、試驗(yàn)設(shè)備

本文采用VAC-V2壓差法氣體滲透儀進(jìn)行試驗(yàn)，該設(shè)備由濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司自主研發(fā)生產(chǎn)。

圖1  VAC-V2壓差法氣體滲透儀

4.1 試驗(yàn)原理

壓差法原理是指通過使試樣兩側(cè)保持一定壓力差來實(shí)現(xiàn)氣體的滲透過程。設(shè)備的測試腔被裝夾的試樣分成上、下兩個(gè)腔，上腔為高壓腔，充填一定壓力的試驗(yàn)氣體，下腔為低壓腔，通過抽真空形成低壓環(huán)境，上腔氣體在壓力差的作用下，由上腔通過試樣滲透到下腔，下腔的體積是恒定的，滲透的氣體會(huì)引起腔內(nèi)壓力的變化，當(dāng)達(dá)到滲透平衡時(shí)，下腔內(nèi)壓力隨時(shí)間的變化成線性關(guān)系，通過監(jiān)測下腔內(nèi)壓力的變化情況可得到試樣的氣體透過量及相關(guān)參數(shù)。

4.2 適用范圍

(1) 本設(shè)備專業(yè)用于多種薄膜、片材試樣在各種溫度下的氣體透過率、滲透系數(shù)、溶解度系數(shù)、擴(kuò)散系數(shù)的測試。薄膜類包括各種塑料薄膜、紙塑復(fù)合膜、共擠膜、鍍鋁膜、鋁箔、鋁箔復(fù)合膜等膜狀材料；片材類包括各種工程塑料、橡膠、建材等片狀材料，如PP片材、PVC片材、PVDC片材。

(2) 本設(shè)備還可擴(kuò)展到航空航天用材料、紙及紙板、漆膜、玻纖布、玻纖紙、化妝品軟管片材、各種橡膠片材等材料的透氣性測試。

(3) 本設(shè)備適用于多種氣體的透過率測試，如氧氣、二氧化碳、氮?dú)?、氦氣、空氣等?/span>

(4) 本設(shè)備可滿足ISO 15105-1、ISO 2556、GB/T 1038、GB/T 7755、ASTM D1434、JIS K7126-1、YBB00082003等多項(xiàng)國家和標(biāo)準(zhǔn)。

4.3 設(shè)備參數(shù)

• 0.05 ~ 50,000 cm³/(m²·24h·0.1MPa)，真空分辨率可達(dá)到0.1 Pa；控溫范圍為5℃ ~ 95℃，控溫精度為±0.1℃；控濕范圍為0%RH、2%RH ~ 98.5%RH、RH，控濕精度為±1%RH，可滿足客戶不同試驗(yàn)條件下的檢測需求；有三個(gè)*獨(dú)立的試驗(yàn)腔，可同時(shí)測試三種相同或不同的試樣；可進(jìn)行任意溫度下的數(shù)據(jù)擬合，輕松獲得測試條件下的試驗(yàn)結(jié)果；經(jīng)過改制，本設(shè)備還可支持有毒氣體、易燃易爆氣體的測試；提供標(biāo)準(zhǔn)膜進(jìn)行快速校準(zhǔn)，保證檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和通用性；支持Lystem^TM實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)，統(tǒng)一管理試驗(yàn)結(jié)果和檢測報(bào)告。

5、試驗(yàn)過程

(1) 從待測輪胎橡膠樣品表面裁取3片直徑為97 mm的試樣。

(2) 在3個(gè)測試腔周邊均勻涂抹一層真空油脂，并分別在滲透區(qū)域內(nèi)放置直徑65 mm的濾紙。將試樣放置到測試腔上，并去除試樣與測試腔間的氣泡。閉合上腔，并用固定結(jié)構(gòu)夾緊。

(3) 在控制軟件上設(shè)置試驗(yàn)溫度、試驗(yàn)濕度、試樣名稱、試驗(yàn)?zāi)Ｊ降葏?shù)信息，打開真空泵、水浴控溫裝置、氮?dú)鈿庠?，點(diǎn)擊試驗(yàn)選項(xiàng)，試驗(yàn)開始。設(shè)備根據(jù)程序及設(shè)定參數(shù)自動(dòng)進(jìn)行試驗(yàn)，并在試驗(yàn)結(jié)束后報(bào)告試驗(yàn)結(jié)果。

6、試驗(yàn)結(jié)果

本次試驗(yàn)所測試的3片試樣的結(jié)果值為12.8771 cm³/(m²·24h·0.1MPa)、13.0849 cm³/(m²·24h·0.1MPa)、12.0016 cm³/(m²·24h·0.1MPa)，輪胎橡膠樣品的氮?dú)馔高^量取3片試樣測試結(jié)果的平均值12.6545 cm³/(m²·24h·0.1MPa)。

7、結(jié)論

輪胎對內(nèi)部充填的氮?dú)獾淖韪粜阅苁怯绊懱悍€(wěn)定性的重要因素。本文通過對輪胎用橡膠氮?dú)馔高^量的測試，介紹了輪胎氮?dú)庾韪粜阅艿挠行гu價(jià)方法。從試驗(yàn)過程來看，設(shè)備的操作簡單，智能化程度高，避免了繁瑣的人為調(diào)節(jié)毛細(xì)管測量裝置的過程，且低壓腔內(nèi)壓力的間歇性測量由設(shè)備自動(dòng)完成，提高了測量的準(zhǔn)確性及試驗(yàn)效率；從試驗(yàn)結(jié)果來看，平行性較好，度高。濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司是一家專業(yè)從事包裝檢測設(shè)備研發(fā)生產(chǎn)與包裝檢測服務(wù)的高新技術(shù)企業(yè)，現(xiàn)有設(shè)備還可測試輪胎對空氣、氧氣等其他氣體的阻隔性能，汽車部件及內(nèi)飾品的霧化性能、霧氣凝結(jié)性能等多種性能。愈了解，愈信任！Labthink蘭光期待與行業(yè)中的企事業(yè)單位增進(jìn)技術(shù)溝通與合作。