臭氧老化试验箱：性能、使用与维护全指南

臭氧老化试验箱在材料老化研究领域发挥着至关重要的作用。它主要用于研究臭氧对橡胶等材料的作用规律，通过模拟和加剧大气中的臭氧环境，能够快速鉴定和评价材料的抗臭氧老化性能与抗臭氧剂防护效能。

在材料科学领域，研究人员利用臭氧老化试验箱深入了解不同材料在臭氧环境下的老化机制。例如，对于橡胶材料，臭氧会与橡胶分子发生反应，导致橡胶的物理性能和化学性能发生变化，如出现龟裂、硬度变化等。通过对这些变化的研究，可以为开发新型橡胶材料提供理论依据，提高橡胶材料的抗臭氧老化性能。

在制药行业，一些药品的包装材料需要具备良好的抗臭氧老化性能，以确保药品在储存和运输过程中的质量和安全性。臭氧老化试验箱可以对这些包装材料进行测试，评估其在臭氧环境下的稳定性，为药品包装材料的选择提供科学依据。

汽车行业中，橡胶密封件、轮胎等部件经常暴露在大气环境中，容易受到臭氧的侵蚀。使用臭氧老化试验箱可以对这些部件的材料进行测试，提前发现潜在的老化问题，为汽车零部件的设计和制造提供参考，提高汽车的可靠性和使用寿命。

建筑行业中，橡胶防水材料、塑料管道等材料也需要经受臭氧的考验。臭氧老化试验箱可以模拟建筑材料在实际使用环境中的臭氧老化情况，评估其耐久性，为建筑材料的选择和应用提供支持。

电子行业中，一些电子产品的外壳和线缆等材料也可能受到臭氧的影响。通过臭氧老化试验箱的测试，可以评估这些材料的抗臭氧老化性能，确保电子产品在各种环境下的正常使用。

总之，臭氧老化试验箱广泛应用于材料科学、制药、汽车、建筑、电子等领域，对于保证产品质量和延长使用寿命具有重要意义。它的主要功能和特点包括：

模拟臭氧环境：通过控制臭氧浓度和温度，精确模拟大气中的臭氧条件，为材料老化研究提供真实的环境。

测试材料性能：能够评估材料在臭氧环境下的老化程度，包括龟裂、硬度变化等，为材料性能的改进提供数据支持。

应用范围广泛：适用于橡胶、塑料、涂料等多种材料的耐老化性能测试，满足不同行业的需求。

标准遵循：遵循如 GBT7762 - 2003、GBT2951.21 - 2008 等标准进行测试，确保测试结果的准确性和可靠性。

通过使用臭氧老化试验箱，可以有效地预测材料在实际使用过程中的寿命和性能，为材料的选择和应用提供科学依据。

臭氧老化试验箱主要通过臭氧发生器产生臭氧气体，并将其输送到试验箱中。臭氧发生器通常采用电晕放电方法将氧气分解成臭氧。这种方法利用高能量交互式电流作用于空气中的氧气，使氧气分子电离而成臭氧。在工业上，一般用干燥的空气或氧气，采用 5 - 25kv 的交流电压进行无声放电制取臭氧。另外，在低温下电解稀硫酸，或将液体氧气加热也可制得臭氧。

臭氧老化试验箱中的臭氧发生来源主要有几种方法。电解法是较为常见的方式，通过电解设备将稀硫酸或水在电解槽中电解产生臭氧，操作相对简单且臭氧产率较高。电晕放电法通过使空气中的氧气分子在电场作用下被激发产生臭氧，速度快且设备结构简单，但可能产生有害的氮氧化物。紫外线辐射法利用紫外线照射氧气或含氧气体，使氧气分子吸收紫外线能量后分解为氧原子，进而与氧分子结合形成臭氧，不过浓度较低但设备简单操作方便。等离子体法通过等离子体发生器产生高能等离子体，使氧气分子在等离子体环境中发生激发和电离形成臭氧，浓度高但设备复杂成本较高。

将待测样品置于试验箱中，使其暴露于含有恒定臭氧浓度的空气和恒温恒湿的试验环境中。在预定的时间内，样品在臭氧环境下发生老化反应，性能逐渐下降。

试验箱中的通风系统控制着臭氧的流动，以确保试验箱内达到设定的臭氧浓度和分布均匀。通常通过风扇或风道系统实现空气流动。样品架旋转速度在(20～25)mm/s 之间，在一垂直于气流的平面内，每件试样连续地沿着相同的途径移动，同一个试样旋转一周的时间为(8～12)min。

橡胶在进行臭氧老化试验时有两种拉伸方式，静态拉伸和动态拉伸。静态拉伸就是以橡胶最大拉伸的距离去拉伸橡胶，然后固定在这个拉伸距离去将橡胶暴露在臭氧环境中，让其产生老化反应。动态拉伸有两种方式，一种是连续的动态拉伸，一种是间断的动态拉伸，连续动态拉伸的方式称为 A 式，间断动态拉伸的方式称为 B 式，根据不同的动态拉伸方式，又将其分为 a 法和 b 法两种暴露方式。不同的拉伸方式在进行臭氧老化试验时会产生不同的试验结果。在相同的暴露时间下，试样在间断动态拉伸下试验比连续动态拉伸下试验的臭氧龟裂较严重，拉伸强度和扯断伸长率也下降较大，而连续动态拉伸的试样又比静态拉伸的试样臭氧老化较严重。

在老化过程结束后，对样品进行各项性能测试，如外观检查、拉伸强度、硬度、电气性能等，以评估其耐臭氧老化性能。

臭氧老化试验箱的检测方法有多种。碘量法是以往经典的测量方式，用臭氧化气使碘化钾溶液中的碘矿酸出去而显色剂，随后用硫代硫酸钠滴定管复原至没有颜色，以耗费的硫代硫酸钠数量测算臭氧浓度。此法显色剂形象化，设备划算，但是易受其他还原剂干扰。紫外线吸收法利用臭氧对光波长λ=260nm 紫外线的大吸收值，使紫外线在臭氧氛围中衰减，再经光学元器件、电子线路得到数据输出，此方法可连续在线测量。电化学法利用水中臭氧在电活性表面产生的电化学还原作用，电化控制回路中电流变化曲线与溶液中臭氧浓度正比，这种仪器具有数据输出功能，可自动测量且能实现对臭氧消毒机的闭环反馈控制，价格比紫外线法便宜，体积也较小。比色法与碘量法同是化学法，是利用臭氧对化学药品反应产生的显色剂或褪色问题确定臭氧浓度，可用碘化钾、邻联甲苯胺或靛兰染料主要化合物，可直接肉眼观察与标准色管或比色盘比较，也可用光度计检测，此法简便易行，成本不高。

根据试验结果和样品的原始性能数据，分析样品的老化情况。例如，如果橡胶产品在臭氧老化试验箱中做试验时出现外观发脆、起泡、失光、变色、发粘、龟裂、长霉、变硬、粉化、脱层等现象；物化性质如耐寒性、溶解度、密度、溶胀率、凝胶量、分子量、反应生成物、耐介质性、耐热性、耐渗透性等变化；力学性能如定伸应力、拉伸强度、伸长率、永久变形、屈挠疲劳强度、撕裂强度、硬度、耐磨强度、弹性等变化；电气性能如绝缘电阻、介电损耗、导电率、击穿电压、介电常数等变化；其他性能如光学性能的透光、反光、吸光等变化，声学性能的透声、反声、吸声等变化以及导磁性能变化等中的一项或者是几项，那就足以说明它已经发生老化了。

臭氧老化试验箱的定时设定较为简便。设置时可通过定时器面板上的“+”“—”按钮来设定时间，时间单位包括小时（H）、分钟（M）和秒（S）。例如，若需设定 2 小时 30 分钟，则设定为“02H30”。设好时间后，打开定时开关，按下电源“ON”按钮，此时设备进入高温恒温运行状态。当设定的时间到达后，设备会自动切断电源，确保试验的精准控制和安全运行。

首先，打开绿按纽电源，将试验箱温度调到 40 度。等待试验箱温度稳定后，把臭氧仪表归 0，经过 20 分钟后，把臭氧按纽打开。仪表的具体设定可参考仪表使用说明书。如果进行湿度试验，需先检查水箱里面是否有水，若无水则需加水。然后打开湿热按纽，把试验仪表调到需要的试验温度，若需要降低温度，可打开制冷按纽。

动态试验时，打开转盘按纽和拉伸按纽，根据实际需要调整转速。在试验过程中，样品会在转盘的带动下旋转，并在拉伸按纽的控制下进行动态拉伸。样品架旋转速度在(20～25)mm/s 之间，在一垂直于气流的平面内，每件试样连续地沿着相同的途径移动，同一个试样旋转一周的时间为(8～12)min。排气按纽是等试验结束时把臭氧排到室外时打开，以确保试验环境的安全。

按仪表设定键“SET”5 秒，即可进入仪表内部菜单进行报警温度设定。一般来说，AL1（报警 1）在高温时起作用，通常设定为 AL1 = SV + 15℃。例如，当 SV 为 50℃时，AL1 为 65℃。ATU（自整定）功能在本机开启时一般不需使用，自整定为 0000 表示关闭，0001 为打开。若某设定温度值难以恒定，则可打开自整定功能。在自整定过程中，箱内温度会有波动，这属于正常现象。

臭氧老化试验箱的外观与环境维护至关重要。首先，要保持箱体外观整洁，这不仅能提升设备的美观度，还能防止因外观不洁影响设备的散热和正常运行。应避免粉尘侵入箱体，因为粉尘可能会进入设备内部，影响电路和机械部件的正常工作。同时，禁止外力撞击箱体，以免损坏内部精密部件。实验室应保持干燥环境，潮湿的环境可能会导致设备生锈、电路短路等问题。此外，禁止设定温度超高本设备规定最高温度，以免损坏设备或引发安全事故。

内部部件的保养对于臭氧老化试验箱的正常运行和使用寿命至关重要。每次开机前，先检查一遍电路控制系统，确保电路连接正常，无短路、断路等问题。电源线要依照规格妥善连接，并确实接地，这是保证设备安全运行的重要措施。检查超温保护器是否已设定好，超温保护器能在设备温度过高时自动切断电源，防止设备损坏和发生安全事故。

定期清理与检查是臭氧老化试验箱维护的重要环节。定期清洗蒸发器、水路与加湿器，保持这些部件的清洁，确保设备的正常运行。一般建议 3 个月内清洗一次冷凝器，对于压缩机采用风冷冷却的，需定期检查冷凝风机并对冷凝器进行去污除尘，以保证其良好的通风换热性能；对于压缩机采用水冷冷却的，要保证进水压力与进水温度，并定期对冷凝器内部进行清洗除垢，以获取持续的换热性能。做喷淋试验时要注意观察水箱的水位，及时补充纯净水，以确保试验的正常进行。试验结束后，将整机电源切断，清理设备内胆，避免残留物质影响下一次试验的结果。

臭氧老化试验箱的维护保养需要注意多个方面，包括清洁、检查、维护、记录和安全等。定期清洁试验箱的内部和外部表面，使用适当的清洁剂和柔软的棉布擦拭，避免使用过于粗糙的布或化学试剂。同时，还要注意清洁设备的电气部件和密封件等关键部位。定期检查设备的各个部件，包括电线、插头、传感器、密封件等，确保其正常工作并更换损坏的部件。根据设备的制造商建议，定期对臭氧老化试验箱进行专业的保养和维护，保养内容可能包括更换滤网、清洗内部、检查电路等。每次使用臭氧老化试验箱后，应记录设备的运行情况和试验结果，以便及时发现异常情况并进行处理。同时，还要记录设备的保养和维护情况，以便追踪设备的维修历史和确保设备的正常运行。在使用臭氧老化试验箱时，必须确保操作人员的安全，由于臭氧是一种有害气体，因此应确保设备在使用过程中密封良好，臭氧不会泄漏。同时，操作人员应佩戴必要的防护用品，如化学防护眼镜、化学防护服和化学防护手套等。

总之，正确的维护保养是保证臭氧老化试验箱正常工作和延长其使用寿命的关键。用户应按照制造商的建议进行保养和维护，并定期检查设备的运行情况。