背景：

       橡胶是指具有可逆形变的高弹性聚合物材料，在室温下富有弹性，在很小的外力作用下能产生较大形变，除去外力后能恢复原状。橡胶属于完全无定型聚合物，它的玻璃化转变温度低，分子量往往很大，大于几十万。

       橡胶分为天然橡胶与合成橡胶二种。天然橡胶是从橡胶树、橡胶草等植物中提取胶质后加工制成；合成橡胶则由各种单体经聚合反应而得。橡胶制品广泛应用于工业或生活各方面。

       本案例也是关于橡胶样品部分老化失效的一个分析，通过针对性的测试方法，分析出导致橡胶老化的原因。

       01、样品信息及分析方式

       分析目的：防振橡胶金属结合件，金属上的橡胶一部份正常(OK位置)，一部份已经老化失效(NG位置)， NG位置位于试样中部位置，委托实验室分析橡胶失效的原因。

样品图片

        测试方法：
        1.1 非破坏性样品观察；
        1.2 样品材质及热性能分析：DSC&TGA& FT-IR
        1.3 样品形貌及元素分析：SEM&EDS
        1.4 样品内部小分子有机物分析：HS-GCMS
        1.5 样品分子量及其分布分析：APC


        02、分析数据
        2.1 样品观察

       根据样品发‍黏区域的形貌特征，发黏的引发及扩展均在部件内部；

       委托方提供样品是经过裁切后的试样，裁样过程中引入了部份金属杂质，对外貌也造成了一定破坏，不能确定破坏起始点和破坏路径。

        2.2 DSC测试曲线

        2.3 TGA测试曲线

       2.4 FT-IR测试曲线

        OK位置和NG位置样品材质均为聚异戊二烯。

        2.5 HS-GCMS分析结果
        2.5.1 橡胶OK位置HS-GCMS分析

       2.5.2 橡胶NG位置 HS-GCMS分析

       橡胶OK位置与NG位置的HS-GCMS对比分析结果见5-1表：

       表5-1

序号	物质名称	CAS	OK区域峰面积	NG区域峰面积
1	乙醇	64-17-5	117684	85633
2	丙酮	67-64-1	178175	145202
3	环已酮	108-94-1	15039	43236
4	双戊烯	138-86-3	/	46290
5	防老剂4010NA	101-72-4	/	164652
6	防老剂丁	135-88-6	/	849842

      2.6 GCMS测试结果
      橡胶OK位置与NG位置溶剂萃取物GCMS对比分析


         橡胶 OK位置与NG位置溶剂萃取物GCMS对比分析


      橡胶OK位置与NG位置溶剂萃取物GCMS对比分析结果见表6-1：
      表6-1

       注1：相比OK区域，NG区域防老剂4010NA下降了67.1%，防老剂丁下降了30.6%。
       注2：除防老剂外，未发现其它明显助剂或物质信息。

      综合HS-GCMS与溶剂萃取物GCMS的对比分析结果，以及二者的测定原理，未在NG位置发现润滑油。

      2.7 SEM&EDS测试结果
      直接取橡胶OK位置与NG位置做SEM+EDS测试:

      OK位置

Spectrum	C	O	Mg	Al	Si	S	Cl	K	Ca	Ti	Fe	Zn	Total
1	69.89	19.44		0.80	1.97	1.09			0.35		1.07	5.39	100.00
2	68.54	21.19		0.69	2.17	1.29	0.22		0.27	0.36	0.95	4.33	100.00
3	66.72	22.91	0.23	0.71	4.40	0.73		0.16	0.61	0.22	1.62	1.68	100.00

       All results in weight%

      NG位置

Spectrum	In stats	C	O	Si	S	Zn	Total
1	Yes	81.28	9.75	2.72	1.80	4.45	100.00
2	Yes	78.01	8.98	4.78	3.28	4.96	100.00
3	Yes	78.29	11.99	3.13	2.09	4.50	100.00

         All results in weight%