汽车密封条什么样的好(汽车用橡胶密封条性能要求，及拉伸强度测试误差案例分析)

Posted 2023-05-31

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汽车密封条什么样的好(汽车用橡胶密封条性能要求，及拉伸强度测试误差案例分析)

汽车用橡胶密封条的介绍

汽车密封条是汽车的重要零部件之一，广泛用于车门、车窗、车身、天窗、发动机箱和后备（行李）箱等部位，具有隔音、防尘、防渗水和减震的功能，保持和维护车内小环境，从而起着对车内乘员、机电装置和附属物品的重要保护作用。随着汽车工业的发展，密封条的美观、环保、舒适功能的重要性日益凸现。国外汽车业已将安装在汽车各部位的密封系统（称为汽车密封系统，Automo-bilesealing system）进行专门的研究和开发，其重要性正在日益受到人们的关注。

汽车用密封条的主要作用

防水、防尘、减震、隔音和密封。随着科技的发展和人们对环保意识的增强，人们对密封条要求已不仅是具有优良的密封性和环境隔音的功能，而且要有舒适性和装饰性，并且美观、安全、环保等。

汽车密封条的设计开发

我国汽车密封条的设计开发起步较晚，主要是对已有车型配套，进行工艺开发和生产，无需进行产品开发设计。随着我国汽车工业的发展，要求密封条实现同步开发不仅是整车厂的强烈要求，也是密封条企业自身发展的最重要途径。密封条的设计开发可包括以下几个部分：

1.材料设计和工艺设计。采用DOE方法建立材料模型，根据密封条的产品需要设计材料配方并确定其他原辅材料和工艺。

2.概念设计。从车体的三维数据出发，根据车身的车门、窗的设计相互位置和间隙通过三维CAD系统（常用CATIA和UG软件）进行密封条的断面、几何形状和结构设计。

3.快速样件（prototype）验证。按设计断面和密封条的结构三维模型，通过激光快速成型和快速模型的方法制造弹性体的快速样件。这种快速样件具有类似橡胶的弹性，无须开制金属模具即可快速制造，并可在车体上进行装车匹配试验。根据装车匹配的效果，可对密封条的三维模型进行修正。

4.有限元分析（CAE）。通过CAE分析软件，分析设计密封条的结构和受力变形行为，通过计算机模拟密封条在装车过程中所受的应力和应变分析，验证或优化改进密封条的结构及材料设计。

近年来CAE分析的应用范围进一步扩大，利用相关软件进行挤出口模的流道设计和密封条的隔噪声性能的分析工作已经开始得到应用。

5.原始（原型）样件：根据设计的数模，制造手工样件并进行装车测试，根据实际需要调整工装或修改设计。

6.工装样件（OTS）：使用批产工装制造样件，供测试和整车厂认可。

7.测试：除道路试验外，各种测试必须在向整车厂递交工装样件之前完成。

汽车密封条性能指标

密封条性能主要由与寿命相关的一些材料性能和与使用相关的功能性能组成。通常材料性能用教练性能表示，使用性能用成品性能表示。

胶料性能

由于密封条使用条件较苛刻，而材料性能决定了产品的使用寿命。特别是对气候的要求极为苛刻，为保证密封条在这些条件下正常工作，所以通常教练的规格性能有如下项目：

硬度，拉伸强度，拉断伸长率

这些材料的基本性能要求，通常对其有供货状态和热空气二组性能要求。根据使用状态，汽车的使用温度范围-40℃-70℃。热空气老化温度一般选择70℃。

压缩永久变形

这是由于密封条是利用其材料的高弹性与以车身为主的耦合件之间产生接触压力来实现对介质的密封条的。橡胶在压缩状态下回发生物理化学变化，当压缩消失后。这些变化阻止材料恢复到其原来的状态，于是就产生了压缩永久变形，因此压缩永久变形是衡量密封条材料性能的一项重要指标。

耐臭氧老化和耐空气老化

这是由于汽车的工作环境长期处于全天候状态（雨雪风霜日晒），因此要求密封条在各种环境下保持一定的性能要求以及必要的使用寿命，必须要求所有材料具有良好的耐老化性能。

耐油漆性

这是由于密封条直接安装在车体上，橡胶硫化后内部组分外迁接触了车漆而发生。与车体油漆板直接接触，油漆中的各组分在使用各种环境下游离出的物质会与密封条相互作用，加速老化，降低其性能，因此耐油漆性能也是密封条的重要常规性能。

高温性能

由于密封条使用温度范围在-40℃-70℃（机舱可能达到120℃）。三元乙丙橡胶品种（以丙烯含量分类），以及其硫化胶性能直接影响密封条低温弹性，为了在低温条件下仍保持较好的弹性，这项性能常作为常规性能。

性能测试案例

为什么TPE/TPV拉伸强度测试数据差异这么大？

最近有个客户咨询，采购的同一批TPE 的拉伸强度数据从7MPA，下降到了4MPA？根据国高材多年的实践总结的经验，拉伸强度测试数据的正确性，取决于以下几个方面：

1. 拉力机器的正常，力传感器不光是在某个点计量正常，而且需要整个线性正常。我们的拉力机就曾经碰到，在测试10mpa以下的强度时候，是正常的，超过10mpa以上，则偏低20%的情况。

2. 测试人员手法一致，比如试样的厚度，因为热塑性弹性体比较软，测试厚度的时候，你压紧一点，厚度就小，松一点，厚度就大，那厚度大，那测试的拉伸强度就偏小；还有夹具夹试样的位置，如果越是夹的边缘，则拉伸强度偏低；

3. 测试的环境，通常温度高，则拉伸强度小，反之，则大；

4. 试样的制作，这个最影响拉伸强度大小了，选择不同的加工工艺（注塑或模压）制作的试样偶都不同。这次再从试样质量波动的角度来谈一下，为什么会造成这个结果？

（国高材分析测试中心压片机）

4.1 热塑性弹性体成型需要一定的温度下，进行剪切流动，从而充满型腔，冷却成型，注塑工艺剪切力最大，流动最迅速，材料之间也进行了充分的混合，而模压工艺成型，材料受到的剪切非常薄弱，流动也仅限于局部，材料之间没有进行充分的融合。

4.2 由于橡胶加工和热塑性弹性体的加工不同点，所以，一般是推荐使用注塑成型工艺来制作热塑性弹性体的测试试样。热塑性弹性体模压加工由于缺乏剪切流动，导致试样塑化的差异性很大，所以并不能确保每次试样是制作的完全一样。尤其是当热塑性弹性体材料流动性比较差的情况下，差异更明显。我们对TPV进行了不同温度下注塑试样测试结果的对比，也对不同流动性的TPV进行了相同注塑温度下注塑试样的测试结果对比，基本得出如下结论：

a. 注塑温度高的情况下，TPV的拉伸强度更好，并且试片不同区域截取的拉伸试样所测得的结果波动变小；

b. TPV流动性好的情况下，则试片不同区域截取的拉伸试样所测得的结果波动变小。

这说明，对于热塑性弹性体加工充分的塑化是非常必要的，而模压则提供不了充分的塑化，只能寄希望于热塑性弹性体的流动性足够好，或者模压温度尽可能的高，或者模压的料子尽可能多放点，让其产生溢料。

4.3 最后造成波动的原因，可能是模压热塑性弹性体试样，加热时间以及冷却时间，如果这部分时间长达几十分钟，那么势必造成热塑性弹性体分子降解，表观可以发现微微发黄，拉伸强度也可能下降。

从上面叙述，模压制作热塑性弹性体试样，不可控的地方太多，塑化质量不知道、成型时间不确定，由此造成的拉伸强度测试结果波动大，也很好理解。敲黑板，如果理解不了，直接拿料子给专业的公司进行制样和测试！

材料制样、测试服务方案

国高材分析测试中心可依据GB、ISO、ASTM等测试标准，制备标准测试样条，通过高低温万能试验机、高速拉伸试验机、高速相机和霍普金森压杆等设备，获取材料仿真模拟所需的弹性模量、泊松比、应力-应变曲线等数据。

服务流程

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