硫化橡胶或热塑性橡胶压缩应力松弛试验

硫化橡胶或热塑性橡胶密封件在安装后处于压缩状态，依靠材料的回弹力产生密封接触压力。在长期使用过程中，橡胶的压缩作用力会随时间逐渐衰减，这一现象称为压缩应力松弛。应力松弛导致密封力下降，当密封力降至不足以维持密封所需的最低压力时，泄漏就会发生。压缩应力松弛试验通过在恒定压缩应变下测量压缩作用力随时间的变化，评价橡胶材料保持密封力的能力，为密封件设计、材料选择和寿命预测提供数据依据。GB/T 1685.1-2026和GB/T 1685.2-2019分别规定了恒定温度和循环温度下的压缩应力松弛试验方法，共同构成了该试验的标准体系。

一：压缩应力松弛试验意义

压缩应力松弛试验的核心价值在于直接评价橡胶密封材料在实际密封工况下的性能表现。与压缩永久变形试验通过测量卸载后的恢复高度来间接评价密封性能不同，压缩应力松弛试验在压缩状态下连续测量作用力的变化，提供了密封力衰减的动态信息。应力松弛曲线的形态可以揭示材料内部结构的变化过程，初期快速松弛主要来自物理松弛和弱键的断裂，后期慢速松弛主要来自化学交联网络的破坏。

从工程应用的角度看，压缩应力松弛数据是密封件寿命预测的核心输入参数。密封件的有效密封寿命取决于密封力衰减到临界值所需的时间。通过在不同温度下进行应力松弛试验，可以利用时间-温度叠加原理或阿伦尼乌斯方程推算材料在较低使用温度下的长期应力松弛行为。在材料研发中，应力松弛试验用于评价防老剂、硫化体系和填料体系对密封力保持能力的影响，为配方优化提供快速反馈。对于航空航天、石油化工和汽车发动机等对密封可靠性要求极高的应用场景，压缩应力松弛试验数据是材料准入的重要依据。

二：试验方法

硫化橡胶或热塑性橡胶压缩应力松弛试验依据GB/T 1685.1-2026和GB/T 1685.2-2019标准执行。两个标准分别规定了恒定温度和循环温度条件下的试验方法。

恒定温度下试验（GB/T 1685.1-2026）

恒定温度下压缩应力松弛试验在规定的恒定温度下将试样压缩至并保持在恒定应变状态，测量压缩作用力随时间的变化。试样分为圆柱状和环状两种类型。不同形状和尺寸的试样所得结果不同，只有相同形状和尺寸的试样其试验结果可以进行比较。试验温度根据产品的使用条件确定，可选择常温或高温条件。试验持续时间从数小时到数周不等。压缩应变通常设定为25%。

循环温度下试验（GB/T 1685.2-2019）

循环温度下压缩应力松弛试验规定了两种方法。方法A的试验温度在高温和低温间定期间隔交变，高温阶段评价橡胶材料的耐老化性能，低温阶段评价橡胶材料的密封性能。方法B的试验温度在高温和低温间连续交变，以使橡胶材料内部产生热应力，压缩作用力通过连续测量系统来测定。循环温度试验更接近实际使用中经历温度变化的密封件工况。

试样与装置

试样应为圆柱状或环状两种类型。环状试样特别适用于液体环境中应力松弛的测定，压缩板中心应有直径至少2mm的通孔以允许压力平衡和液体在环状试样内循环。试验装置由压缩夹具、恒温装置和力值测量系统组成。压缩夹具将试样压缩至规定应变并保持恒定，恒温装置提供温度条件，力值测量系统连续记录压缩作用力。测量系统的精度和稳定性对试验结果的可靠性有直接影响。

三：相关标准

硫化橡胶或热塑性橡胶压缩应力松弛试验的标准体系以GB/T 1685.1-2026和GB/T 1685.2-2019为核心，配套标准涉及试样制备和状态调节。

GB/T 1685.1-2026代替了GB/T 1685-2008中恒定温度下的试验内容，GB/T 1685.2-2019规定了循环温度下的试验方法。两个标准共同构成了压缩应力松弛试验的完整标准体系。GB/T 1685.1-2026在修订中更改了对于常规试验和筛选试验的试样数量要求，删除了关于不同试样尺寸试验结果不可比的注。GB/T 2941规定了试样状态调节条件。检测实验室在承接压缩应力松弛试验任务时，需确认所用标准版本、试验条件和试样类型在资质认可范围内。

四：试验流程

硫化橡胶或热塑性橡胶压缩应力松弛试验的实施需要严格控制试样制备、压缩应变设定和力值测量的标准化，以确保试验结果的可比性和可重复性。

1. 试样制备与状态调节：按照标准要求制备圆柱状或环状试样。测量试样的初始高度、直径或环状试样的尺寸。按GB/T 2941的规定在标准温度和湿度条件下进行状态调节，调节时间不少于16小时。检查试样表面是否有气泡、杂质和缺陷。记录试样的外观状态。
2. 试验装置准备与校准：确认压缩夹具的工作状态，压缩板应平整、平行。校准力值传感器，确保测量精度满足标准要求。对于环状试样，确认压缩板中心有直径至少2mm的通孔。将试样安装在压缩夹具中，确认对中良好。设定恒温装置至目标温度。
3. 压缩与应力松弛试验执行：将试样压缩至规定的应变（通常为25%）。确认压缩过程均匀、无偏斜。在压缩完成后立即测量初始压缩作用力。保持压缩应变恒定，按标准规定的温度和时间条件进行试验。对于恒定温度试验，在设定温度下持续记录作用力变化。对于循环温度试验，按方法A或方法B的温度循环程序执行，连续或定期记录作用力。
4. 数据处理与应力松弛率计算：计算各时间点的压缩应力松弛率。应力松弛率的计算公式为：(初始作用力 – 某时间点作用力) / 初始作用力 × 100%。绘制应力松弛率随时间和温度的变化曲线。分析松弛曲线的形态和趋势。计算规定时间下的应力松弛率作为评价指标。
5. 报告出具：报告包含试样信息、试验方法、试验温度、压缩应变、各时间点的作用力和应力松弛率、应力松弛曲线及评价结论。

五：第三方试验服务

硫化橡胶或热塑性橡胶压缩应力松弛试验服务的委托需求来自橡胶密封件制造商、汽车零部件供应商、航空航天密封件企业和油气行业设备制造商。试验场景涵盖新产品研发阶段的密封材料筛选、产品定型试验中的密封寿命评价、来料检验中的批次耐应力松弛性能验证和供应商产品质量对比。

试验方案的设计需要根据产品的使用条件确定试验温度和时间。对于常温使用的密封件，可在常温条件下进行压缩应力松弛试验。对于高温环境使用的密封件，需要在70℃或更高温度下进行试验。对于经历温度变化的密封件，应选择循环温度试验方法。检测机构在承接试验任务时，需要确认标准方法、试验温度、压缩应变和试验持续时间，并与委托方就试样的初始力值和状态调节条件达成一致记录。

试验周期方面，从样品接收到报告出具的时间取决于试验持续时间。常温压缩应力松弛试验的完整周期通常为7至12个工作日。高温压缩应力松弛试验周期为12至20个工作日。循环温度试验周期为18至30个工作日。试验报告包含试样信息、试验条件、应力松弛率数据和应力松弛曲线。

六：松弛性能评价

压缩应力松弛试验的松弛性能评价以应力松弛率和应力松弛曲线为核心依据。应力松弛率反映了压缩作用力在给定时间内的衰减程度。应力松弛率越低，表明橡胶密封材料保持密封力的能力越好。应力松弛曲线的形态提供了关于松弛速率和松弛机制的信息。初期快速松弛阶段反映物理松弛过程，后期慢速松弛阶段反映化学交联的破坏。

松弛性能评价的结果需要结合材料的类型和使用条件进行解读。氟橡胶（FKM）在高温条件下的应力松弛性能优于大多数通用橡胶，适用于高温密封应用。硅橡胶（VMQ）在宽温度范围内的应力松弛行为较为稳定。三元乙丙橡胶（EPDM）在户外温度交变条件下的耐老化性能较好。丁腈橡胶（NBR）在油介质中的应力松弛行为需要结合溶胀效应进行综合评价。评价报告中应说明试验条件与实际使用条件之间的差异，以及加速试验结果外推至长期性能时的局限性。

对于松弛性能不足的材料，可分析防老剂类型和用量、交联体系和填料体系对压缩应力松弛性能的影响，为配方优化提供方向性参考。评价报告中宜注明试验过程中观察到的异常现象，如应力松弛曲线出现异常拐点、试样在试验过程中发生开裂等。

七：总结

硫化橡胶或热塑性橡胶压缩应力松弛试验依据GB/T 1685.1-2026和GB/T 1685.2-2019标准，通过恒定温度和循环温度两种试验方式，评价橡胶密封材料在恒定压缩应变下压缩作用力的衰减行为。应力松弛率和应力松弛曲线构成了松弛性能评价的核心指标体系。试样制备的规范性、压缩应变的一致性和力值测量系统的稳定性对试验结果的可靠性有直接影响。第三方试验服务在试验条件控制、连续力值测量和应力松弛数据评价方面的专业能力，为橡胶密封件制造商的产品寿命评估和材料选择提供了技术支持。