臭氧老化试验箱的核心原理是:在密闭、无光的环境中,精确控制臭氧浓度、温度、湿度,并配合静态 / 动态拉伸,模拟并加速臭氧对高分子材料(尤其橡胶)的侵蚀,快速评估其抗臭氧老化能力。
箱内通过两种主流方式产生臭氧:
电晕放电法(主流):干燥空气 / 氧气通过高压电极,在高频电场下,O₂被高能电子裂解为 O 原子,再与 O₂结合生成 O₃。优点:浓度高、可调范围广(5–1000ppm),适合工业测试。
紫外线照射法:用 185nm 紫外灯照射空气,打断 O₂键生成 O 原子,再合成 O₃。优点:结构简单、无污染;缺点:浓度低,多用于低浓度场景。
臭氧浓度控制
用紫外吸收法传感器(基于 254nm 特征吸收)或电化学探头实时监测浓度。
控制器(PLC / 微处理器)对比设定值,自动调节发生器功率或进气流量,稳定在目标浓度(如 50–500pphm)。
温度控制
风道内置加热 / 制冷模块,配合传感器闭环调节,维持恒定温度(常用 40±2℃)。
湿度控制
控制相对湿度(通常≤65%),避免水分干扰臭氧反应与浓度检测。
气流循环
风机强制循环,确保箱内臭氧、温度、湿度均匀一致。
臭氧与含碳–碳双键的高分子(如橡胶)发生臭氧化反应:
臭氧在材料表面与双键加成,生成不稳定的臭氧化物。
臭氧化物快速分解,产生自由基,引发聚合物链断裂。
分子链断裂导致材料表面龟裂、硬化、力学性能下降。
温度升高、动态拉伸会加速臭氧扩散与裂纹扩展,进一步加快老化。
静态拉伸:试样保持恒定伸长(如 20%),暴露于臭氧环境,观察龟裂时间与程度(GB/T 7762)。
动态拉伸:试样在设定频率与变形量(5%–45%)下往复拉伸,模拟实际受力工况(GB/T 13642)。
结果评估:试验后通过目视检查(龟裂等级)、拉伸强度、伸长率、硬度等指标,判定材料耐臭氧老化性能。


