臭氧老化試驗箱的核心原理是:在密閉、無光的環境中,精確控制臭氧濃度、溫度、濕度,并配合靜態 / 動態拉伸,模擬并加速臭氧對高分子材料(尤其橡膠)的侵蝕,快速評估其抗臭氧老化能力。
箱內通過兩種主流方式產生臭氧:
電暈放電法(主流):干燥空氣 / 氧氣通過高壓電極,在高頻電場下,O?被高能電子裂解為 O 原子,再與 O?結合生成 O?。優點:濃度高、可調范圍廣(5–1000ppm),適合工業測試。
紫外線照射法:用 185nm 紫外燈照射空氣,打斷 O?鍵生成 O 原子,再合成 O?。優點:結構簡單、無污染;缺點:濃度低,多用于低濃度場景。
臭氧濃度控制
用紫外吸收法傳感器(基于 254nm 特征吸收)或電化學探頭實時監測濃度。
控制器(PLC / 微處理器)對比設定值,自動調節發生器功率或進氣流量,穩定在目標濃度(如 50–500pphm)。
溫度控制
風道內置加熱 / 制冷模塊,配合傳感器閉環調節,維持恒定溫度(常用 40±2℃)。
濕度控制
控制相對濕度(通常≤65%),避免水分干擾臭氧反應與濃度檢測。
氣流循環
風機強制循環,確保箱內臭氧、溫度、濕度均勻一致。
臭氧與含碳–碳雙鍵的高分子(如橡膠)發生臭氧化反應:
臭氧在材料表面與雙鍵加成,生成不穩定的臭氧化物。
臭氧化物快速分解,產生自由基,引發聚合物鏈斷裂。
分子鏈斷裂導致材料表面龜裂、硬化、力學性能下降。
溫度升高、動態拉伸會加速臭氧擴散與裂紋擴展,進一步加快老化。
靜態拉伸:試樣保持恒定伸長(如 20%),暴露于臭氧環境,觀察龜裂時間與程度(GB/T 7762)。
動態拉伸:試樣在設定頻率與變形量(5%–45%)下往復拉伸,模擬實際受力工況(GB/T 13642)。
結果評估:試驗后通過目視檢查(龜裂等級)、拉伸強度、伸長率、硬度等指標,判定材料耐臭氧老化性能。


