轮胎老化测试解析

汽车行业的快速发展与轮胎老化问题紧密相关，尤其是新能源汽车普及、智能化升级及可持续发展目标的推动下，轮胎老化面临新的挑战与技术迭代。轮胎的老化是其结构材质在外部环境（如温度、臭氧、机械应力等）作用下发生物理化学变化的过程。

（一）胎面老化：磨损与热氧协同作用橡胶基体老化：

热氧老化：高温（＞70℃）下橡胶分子链发生氧化交联，硬度上升（如邵氏硬度从 65±5 升至 80±5），弹性下降，花纹块易崩裂。

机械疲劳老化：反复形变导致橡胶内部产生微裂纹（如行驶 10 万公里后胎面裂纹深度可达 1-2mm），炭黑与橡胶界面脱粘。

典型案例：夏季高速公路行驶时，胎面温度可达 100℃以上，未添加抗热老化助剂的轮胎（如含传统防老剂 4010NA）可能在 5 万公里内出现花纹块掉块。

（二）胎侧老化：臭氧与紫外线主导

臭氧龟裂：

臭氧与橡胶分子中的双键（C=C）发生加成反应，在拉伸应力作用下产生垂直于应力方向的龟裂（裂纹宽度 0.1-0.5mm），尤其在胎侧弯曲部位（如停车时轮胎受压变形处）更明显。

防老剂消耗：胺类防老剂（如 6PPD）与臭氧反应生成保护膜，但持续暴露于臭氧（浓度＞50ppb）中，防老剂会在 1-2 年内耗尽。

紫外线老化：

紫外线（波长 280-400nm）引发橡胶分子链断裂，胎侧颜色从黑色变灰白，表面粗糙（光泽度从 60±5GU 降至 20±5GU）。

（三）胎体帘线老化：应力疲劳与介质侵蚀

纤维帘线（PET/PA）：

热氧老化：100℃以上时聚酯链发生水解或氧化断裂，强度保留率＜50%（如 120℃×500h 后，PET 帘线强度从 2500N / 根降至 1000N / 根）。

湿态老化：水分子渗入帘线 - 橡胶界面，破坏 RFRL 粘合层，导致帘线抽出力下降（如浸水 1000 小时后，抽出力从 30N / 根降至 15N / 根）。

钢丝帘线：

电化学腐蚀：潮湿环境中，钢丝与黄铜镀层形成原电池，产生红棕色铁锈（Fe₂O₃・nH₂O），直径从 0.3mm 减至 0.25mm 以下时易断裂。

微动磨损：轮胎滚动时帘线与橡胶发生微小相对位移，表面黄铜镀层磨损，暴露的钢丝加速锈蚀。

（四）缓冲层老化：钢丝 - 橡胶界面失效

粘合层降解：高温（＞130℃）下，钢丝表面的黄铜与橡胶中的硫发生反应，生成 ZnS 等脆性相，粘合强度从 20N/mm 降至 5N/mm 以下。

橡胶热裂解：高模量橡胶在持续形变生热（如高速行驶）中，分子链断裂产生挥发性物质（如苯乙烯），导致缓冲层硬度上升、弹性丧失。

（五）内衬层老化：气密性衰减

丁基橡胶老化：

长期受压（胎压 2.5bar）下，丁基橡胶分子链发生蠕变，气孔率从 0.5% 增至 1.5%，空气渗透率上升 3 倍（25℃时漏气量从 5g / 天增至 15g / 天）。

硫化剂迁移：过氧化物硫化的丁基橡胶中，未反应的 DCP 会向胎面迁移，导致内衬层交联密度下降，气密性劣化。

轮胎老化测试是评估轮胎在使用过程中受环境因素影响而发生性能衰退的重要手段，其目的是模拟实际使用场景中轮胎的老化过程，以预测轮胎的使用寿命、安全性及可靠性。

Q-LAB设备

（一）紫外（UV）老化测试设备

代表产品：QUV 系列紫外耐候试验箱（如 QUV/se、QUV/ci）。

适配测试：模拟阳光紫外线对轮胎胎面、胎侧的照射老化（对应 ISO 4892-2、ASTM G154 等标准）。

技术特点：

采用 UVA-340 或 UVB-313 灯管，精准模拟太阳光中破坏最强的紫外线波段（300-400nm）。

支持 “光照 + 喷淋” 循环模式，模拟户外 “日晒雨淋” 场景，加速轮胎表面橡胶分子链断裂。

应用场景：评估轮胎抗紫外线老化性能（如表面粉化、色差、龟裂）。

（二）热氧老化测试设备

代表产品：Q-FOG 热老化箱、Thermoline 系列高温老化箱。

适配测试：高温环境下的橡胶氧化老化（对应 ISO 188、ASTM D573 等标准）。

技术特点：

控温范围广（如 - 70℃至 + 300℃），可模拟轮胎高速行驶时的胎内高温（如刹车摩擦、路面 heat build-up）。

部分型号支持强制空气循环，确保箱内温度均匀性（精度 ±0.5℃），加速橡胶分子与氧气的反应。

应用场景：测试轮胎材料在高温下的强度衰减、硬度变化及龟裂情况

（三）综合环境老化测试设备

代表产品：Q-FOG CCT 气候循环试验箱。

适配测试：整合温度、湿度、紫外线、冷凝等多因素的加速老化（对应 ASTM D6595 等标准）。

技术特点：

可模拟湿热气候（如 80℃、95% 湿度）下的轮胎老化，同时叠加紫外线照射，加速橡胶水解与氧化协同作用。

支持 “高温高湿 + 紫外” 循环切换，贴近轮胎在雨季、热带地区的实际使用场景。

应用场景：评估轮胎在复杂气候条件下的综合耐老化性能。

Q-Lab设备

佛山翁开尔是美国Q-Lab授权代理商，负责Q-Lab系列产品如QUV紫外老化箱，Q-SUN氙灯老化箱，Q-FOG循环腐蚀盐雾箱，QCT冷凝试验箱以及配套产品在中国的销售，技术咨询和售后服务。

深耕检测服务领域23年的佛山翁开尔，始终致力于为行业提供专业解决方案。佛山翁开尔通过覆盖全国的技术支持网络，为客户提供设备选型、操作培训及定期维护等全流程服务。从材料研发到工艺优化，佛山翁开尔团队以专业经验助力企业突破技术瓶颈。