BS ISO 03384——硫化橡胶或热塑性橡胶压缩应力松弛测定标准系列（恒温与温度循环）

📋 BS ISO 3384（英国标准编号 BS ISO 03384）是英国采用 ISO 3384 系列国际标准的国家标准，规定硫化橡胶或热塑性橡胶压缩应力松弛的测定方法。该系列包括：第 1 部分：恒温试验（BS ISO 3384-1:2011+A1:2013）和第 2 部分：温度循环试验（BS ISO 3384-2:2012）。标准由英国橡胶物理测试技术委员会 PRI/22 参与制定，属于国际标准分类 ICS 83.060（橡胶），是评估密封件、垫片、O 形圈等弹性密封材料在长期压缩下保持密封能力（应力保持）的核心试验依据。

一、标准系列构成与适用范围 📌

BS ISO 03384 系列由两个部分组成：

两部分均适用于硫化橡胶和热塑性橡胶制成的密封材料，如 O 形圈、垫片、密封条、减振件等。测试通常在一定温度与压缩率下进行，测量规定时间后的残余应力（应力松弛率）。

二、压缩应力松弛的原理 🔬

橡胶在压缩状态下，由于分子链的蠕变、化学键断裂与再交联等物理化学过程，其内部应力会随时间逐渐衰减，这一现象称为压缩应力松弛。密封件依靠初始压缩应力产生密封比压；应力松弛越严重，密封比压下降越多，最终导致泄漏。

应力松弛率 R = (F₀ – Fₜ) / F₀ × 100%

其中 F₀ 为初始压缩力，Fₜ 为时间 t 后的剩余压缩力。应力松弛率越小，表示密封应力保持能力越好。

2.1 恒温法（Part 1）

试样在规定压缩率下夹持，置于恒温箱内保持规定温度（如 70 ℃、100 ℃、125 ℃ 等），在试验期间定期测量压缩力，计算应力松弛率。标准对压缩装置、测力装置、温度控制与试验时间作出规定，并随修正案 A1 更新了附录 C。

2.2 温度循环法（Part 2）

试样在温度循环条件下压缩，模拟实际工况中的温度波动（如日间/夜间、季节变化）。温度循环会加速橡胶的老化与应力松弛，因此该法更接近真实服役条件，用于评估热循环对密封性能的影响。

三、试验装置、校准与试样 🔧

标准对试验设备与试样提出统一要求：

• 压缩装置：将试样压缩至规定变形量并保持恒定，夹具尺寸精确。
• 测力装置：测量试样压缩力（力传感器或测力计），精度满足要求。
• 恒温控制：恒温箱温度波动控制在规定范围内。
• 校准：测力装置与温度测量需定期校准。
• 试样：标准圆柱形试样（如直径 13 mm、高度 6.3 mm 等），从片材或成品裁取，尺寸精确。

四、试验程序与结果表达 🧪

两部分标准的试验程序均遵循”试样制备→调湿→压缩→恒温/循环→定期测力→计算应力松弛率→报告”的流程。主要差异：

试验通常持续数天至数周，视材料与温度而定。可通过外推法由短期数据估算长期应力保持率，但须注意外推的局限性。

五、工程实践应用 🛠️

压缩应力松弛数据在密封材料选型与可靠性评估中应用广泛：

• O 形圈与密封垫：评估长期密封能力，预测密封寿命。
• 密封条与密封型材：门窗、汽车、机械密封的密封力保持。
• 减振与缓冲件：长期承载下刚度衰减评估。
• 材料对比与配方优化：在相同条件下比较不同橡胶的应力松弛行为。
• 失效分析：密封泄漏时，检查应力松弛是否超限。

六、常见问题解答 ❓