橡胶件材质鉴定研究

不同的橡胶材质具有不同的特性，如果橡胶混用，发动机的性能就难以保障，因此橡胶材质鉴定尤为重要。国家标准对橡胶材质进行了宏观的划分，但没有对相似使用环境的橡胶进行鉴定标准细化。本文从橡胶的结构出发，采用红外光谱仪对橡胶进行表征，灵活运用红外光谱法对橡胶件进行吸光度和透过测试，提出了通过特有官能团来鉴别不同橡胶材质的检测方法，实现了硅橡胶、氟橡胶、三元乙丙橡胶、乙烯丙烯酸脂橡胶、丁腈橡胶和氯丁橡胶的鉴别。在此基础上，将红外光谱仪与X射线光电子能谱仪联用，对氟硅橡胶和硅橡胶进行了材质区分。本文详细介绍了不同橡胶之间的区别，深入说明了检测方法建立的依据。

汽车是人们重要的出行工具，其中发动机能够为汽车提供动力，决定着汽车的动力性和稳定性[1]。

随着时代的发展，越来越多的高分子材料被应用到汽车发动机中[2]。高分子材料不仅能够降低发动机成本，还有利于提升发动机的耐腐蚀性能[3]。例如，橡胶具有良好的耐磨性、耐寒性和耐化学腐蚀性，在制备发动机耐腐蚀零件和密封零件方面表现出独特的优势。发动机中的橡胶一般包括内胶层、外胶层和骨架层[4]。骨架层材质一般使用聚酯纤维或者芳纶纤维。内胶层和外胶层主要材质为橡胶。常见的内层胶和外层胶有丁腈橡胶、氯丁橡胶、三元乙丙橡胶、硅橡胶、氟橡胶和乙烯丙烯酸酯橡胶等[5] [6] [7]。

不同种类橡胶具有不同的物理性质和化学性质，选择合适的橡胶应用于不同领域对橡胶制品具有重要意义。例如，硅橡胶主要成分为二甲基聚硅氧烷，其分子结构中的硅氧键(Si-O)非常稳定，能够承受高温和紫外线的环境刺激。

但硅橡胶机械性能相对较差。

而氟橡胶在分子主链或者侧链的碳原子上引入氟原子， 表现出高度的化学稳定性。但氟橡胶耐辐射性能相对较差。因此，很多发动机的连接胶管使用硅橡胶作为橡胶外层防止胶管老化，使用氟橡胶作为橡胶内层防止酸碱腐蚀和高温破坏[8]。值得注意的是，在实际生产中，通常会对生胶进行硫化，使其分子发生交联并形成三维网状结构，从而提高其弹性和化学稳定性。生胶硫化过的橡胶称为硫化橡胶，现在使用的橡胶基本上都是经过硫化处理的。除了硫化剂，在橡胶加工过程中，还会加入氧化锌和防老剂等[9]。这虽然使得橡胶变得更加耐磨损、抗老化，但也加重了判定橡胶材质的难度。现今，最常用的标准橡胶检测方法是红外光谱法，国家标准GB/T 7764-2017， 标准中对不同橡胶建立了分类标准，但对于相似使用环境的橡胶之间的区分标准没有进行细化[5] [10]。

例如，硅橡胶和氟硅橡胶常组合出现，容易发生混用错用；三元乙丙橡胶和乙烯丙烯酸酯橡胶价格差异较大，诸多供货商以次充好；丁腈橡胶和氯丁橡胶的由于工艺问题，很多厂家私自使用单种材质替代内丁腈外氯丁的图纸要求。对于上述问题的具体鉴定标准还没有充分细化。并且，除特征峰以外的其他红外峰虽然不会影响橡胶峰位置的识别与划分，但是在橡胶材质鉴定时，可能会由于难以识别其他红外峰的归属造成结果误判。作为产品检验的基础，行业内正亟待建立有关橡胶管的全面、准确的检验方法。

本文首先根据国家标准，对常见硅橡胶、氟橡胶、三元乙丙橡胶和乙烯丙烯橡胶、丁腈橡胶和氯丁橡胶