摘要

本研究旨在探究电热恒温干燥箱用于测试日用品压缩变形的可行性与有效性。通过模拟特定环境条件，对不同类型日用品施加压缩载荷并在设定温度下处理，测量并分析其压缩变形程度。研究结果为评估日用品在特定使用场景下的耐用性提供了量化依据，有助于指导产品设计与质量改进。

一、引言

日用品在日常生活中广泛使用，其承受压力后的变形恢复能力是衡量产品质量与耐用性的重要指标。压缩变形指材料在压力去除后仍保留的变形部分，会影响日用品的外观、功能及使用寿命。电热恒温干燥箱能精确控制温度，模拟不同环境温度条件，可用于研究温度因素对日用品压缩变形的影响，为优化产品性能提供数据支持。

二、实验部分

（一）实验材料

选取多种常见日用品，如海绵坐垫、橡胶脚垫、泡沫塑料收纳盒等。这些日用品代表了不同材质与用途，具有广泛的代表性。

（二）实验设备

电热恒温干燥箱：温度范围 0 - 300℃，温度波动度±1℃，满足实验对不同温度条件的需求及温度稳定性要求。

电子万能试验机：用于对日用品施加精确的压缩载荷，载荷测量精度为±1%。

游标卡尺：精度 0.02mm，用于测量日用品的厚度变化。

（三）实验步骤

样品预处理

测量每个日用品样品的初始厚度h0h0，记录数据。

将样品放入电热恒温干燥箱中，在 25℃（室温参考值）下预处理 24 小时，使样品达到温度平衡。

加载与保温

将预处理后的样品置于电子万能试验机的工作台上，以 1mm/min 的速度施加压缩载荷FF，压缩至原始厚度的 75%，保持载荷不变。

迅速将带有样品的工作台移入已预热至设定温度（如 40℃、60℃、80℃）的电热恒温干燥箱中，保温时间设定为 2 小时。该温度范围模拟了不同使用场景下可能遇到的较高温度环境，如夏季车内高温或高温室内环境。

卸载与测量

保温结束后，将样品从干燥箱中取出，在室温下放置 30 分钟使其冷却。然后以 1mm/min 的速度缓慢卸载载荷。

卸载完成后，再次使用游标卡尺测量样品的厚度h1h1，记录数据。

计算压缩变形率
压缩变形率计算公式为：?=h0−h1h0×100%?=h0h0−h1×100%，根据测量数据计算每个样品在不同温度条件下的压缩变形率。

三、结果与讨论

（一）实验结果

海绵坐垫

在 40℃时，压缩变形率为 8%；60℃时，变形率上升至 15%；80℃时，变形率达到 22%。随着温度升高，海绵坐垫内部的高分子聚合物分子链运动加剧，分子间作用力减弱，导致其在压缩后更难恢复到原始状态，压缩变形率增大。

橡胶脚垫

40℃时，压缩变形率为 3%；60℃时，变形率为 5%；80℃时，变形率为 8%。橡胶材料具有较好的弹性和热稳定性，但高温仍会对其分子结构产生一定影响，使橡胶分子发生部分交联或解交联反应，从而影响其弹性恢复能力，导致压缩变形率有所增加。

泡沫塑料收纳盒

40℃时，压缩变形率为 12%；60℃时，变形率迅速上升至 25%；80℃时，变形率高达 38%。泡沫塑料的内部气泡结构在高温下容易破裂或变形，使得其支撑能力下降，在压缩后难以恢复，压缩变形率显著增大。

（二）讨论

温度的影响

温度升高普遍导致日用品压缩变形率增大。不同材质的日用品对温度的敏感程度不同，泡沫塑料和海绵对温度变化更为敏感，而橡胶相对较为稳定。这表明在产品设计时，对于可能处于高温环境的日用品，需根据使用场景选择合适的材料，并优化材料配方以提高其热稳定性。

材料特性与变形机制

不同材质的日用品具有不同的变形机制。海绵主要依赖高分子聚合物的弹性恢复，橡胶依靠其交联网络结构的弹性，泡沫塑料则依靠内部气泡结构的支撑。这些结构在温度和压力作用下的变化导致了不同的压缩变形行为。了解这些变形机制有助于针对性地改进产品结构，提高产品的抗变形能力。

四、结论

本研究利用电热恒温干燥箱成功模拟了不同温度条件下日用品的压缩变形过程。实验结果表明，温度对日用品的压缩变形有显著影响，不同材质的日用品表现出不同的变形特性。通过量化分析压缩变形率，为日用品的质量评估、产品设计优化提供了重要依据。在未来研究中，可以进一步拓展实验参数，如增加湿度因素、改变加载方式与时间等，以更全面地模拟实际使用场景，深入研究日用品的变形行为。

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