橡胶密封件作为一种广泛应用于航空航天、化工、电子电气、医疗器械以及机械制造等领域的高分子材料,在高温、氧气以及机械应力等环境因素的作用下,会呈现出性能逐步衰退的现象,即产生了“老化”。目前,国内外针对橡胶热氧老化所产生的微观化学变化研究工作较多,很少有人将橡胶老化时的微观形貌与宏观力学性能上的变化相结合来探讨其老化失效机制,并且迄今为止,国内外橡胶密封件的老化寿命预测研究均处于初期理论探讨阶段。本文以顺丁橡胶材料为研究对象,开展了5个温度条件下的静载热氧加速老化试验,并从力学性能、微观组织形貌、元素含量变化等方面研究了顺丁橡胶的老化失效机制。研究发现,顺丁硫化胶中由于含有残留的未硫化组分,其老化过程中同时伴随着链的交联和断裂反应,老化初期,以断裂反应为主,老化后期以交联反应为主。同时经过试验分析发现,由于扩散限制氧化的影响,顺丁橡胶材料的内部和外部性能存在很大差异。因此本文还特别针对扩散限制氧化现象进行材料压缩状态下的有限元数值仿真,仿真结果同试验验证表明,顺丁橡胶在老化时材料试样内外性能有很大不同,对材料内外采用统一的本构模型,仿真数据不能模拟出压缩试验中出现的屈服现象,反过来证明了老化后顺丁橡胶材料内部与外部的材料本构关系已发生变化。本文通过测定不同温度下压缩永久变形随时间的变化数据,在温度为298K、残余性能为30%时,依据国标预测出所研究橡胶密封材料的贮存寿命为20.25年;同时本研究通过动力学公式计算了所研究橡胶密封材料在5个温度点下的降解速率常数K值。通过建立阿累尼乌斯图,本研究发现了橡胶密封材料的非阿累尼乌斯行为,并在此基础之上,建立了以活化能为表征参数的橡胶密封材料贮存寿命预测模型,并对所研究的橡胶密封材料进行了贮存寿命预测,结果表明,在相同条件下预测结果为7.01年;通过与该材料的实际贮存寿命5-6年进行对比,可以证明,本研究所建立的模型及预测方法更精确。