老化是橡膠密封圈最普遍的開裂原因，尤其在極端溫濕環(huán)境中更為突出。與普通橡膠制品不同，密封圈常處于“冷熱循環(huán)”或“干濕交替”的工況，加速了老化進程。這里的“老化”是氧、臭氧、紫外線、溫度波動等因素共同作用的結(jié)果，直接破壞密封圈的彈性網(wǎng)絡(luò)。

氧氣和溫度波動是密封圈老化的“主要推手”。密封圈的橡膠分子主鏈多含碳-碳雙鍵，這是其具備高彈性的關(guān)鍵，但也使其易被氧氣氧化。在廚房場景中，高壓鍋密封圈每次使用都會經(jīng)歷“室溫-120℃”的溫度驟升驟降，高溫會讓橡膠分子運動速率加快，氧氣更易滲透到分子內(nèi)部發(fā)生氧化反應(yīng)，打破分子鏈完整性，生成易斷裂的羥基、羰基等基團。隨著氧化累積，長鏈分子斷裂成短鏈，彈性網(wǎng)絡(luò)受損，密封圈從原本的柔韌變得硬脆，稍一擠壓就會開裂。

臭氧和紫外線則對戶外或通風場景的密封圈“情有獨鐘”。汽車門窗密封圈長期暴露在戶外，臭氧會優(yōu)先與密封圈表面的碳-碳雙鍵結(jié)合形成不穩(wěn)定臭氧化物，室溫下就會快速分解導(dǎo)致分子鏈斷裂，形成平行于受力方向的細密“臭氧裂紋”；而家電外殼的密封圈若靠近窗口，紫外線會直接破壞化學(xué)鍵，引發(fā)分子鏈斷裂，即使未受明顯外力，也會逐漸出現(xiàn)老化開裂。

濕度的影響也不可忽視。浴室里的防水密封圈長期處于高濕環(huán)境，水分子會滲透到橡膠分子間隙，加速氧化反應(yīng)的同時，還會使密封圈內(nèi)部的硫化劑逐漸析出，進一步削弱分子間作用力，讓老化開裂的速度翻倍。

密封圈的核心功能是“密封”，這意味著它始終處于“被擠壓”的工作狀態(tài)，長期機械應(yīng)力成為開裂的重要誘因。與普通橡膠制品的動態(tài)應(yīng)力不同，密封圈多承受靜態(tài)壓縮應(yīng)力，若應(yīng)力超過彈性極限或長期循環(huán)加載，就會在應(yīng)力集中處形成裂紋。

靜態(tài)壓縮開裂是密封圈的“專屬困擾”。以管道連接用的O型密封圈為例，它被長期擠壓在兩個法蘭之間，局部應(yīng)力始終維持在較高水平。在持續(xù)壓力下，密封圈內(nèi)部的分子鏈會逐漸定向排列，就像被反復(fù)拉伸的橡皮筋一樣，排列密度超過極限后，局部就會出現(xiàn)分子鏈斷裂。尤其是密封圈的截面邊緣，因受力不均成為應(yīng)力集中點，裂紋會先從這里萌生，逐漸向內(nèi)部擴展。而頻繁拆裝的密封圈（如高壓鍋密封圈）則會遭遇“循環(huán)應(yīng)力開裂”，每次開合都會經(jīng)歷“壓縮-回彈”的循環(huán)，分子鏈在反復(fù)受力中逐漸疲勞，微小斷裂不斷累積，最終形成肉眼可見的裂紋，導(dǎo)致密封失效。

橡膠屬于復(fù)合材料的一種，橡膠以高分子橡膠為基質(zhì)，添加填料為補強劑。材料本體可能都很好，但在兩種或多種材料結(jié)合的接觸面，載荷無法有效傳遞，就會在界面處堆積成應(yīng)力黑洞，裂紋順著界面一路擴展。

界面承力的四種機制（由弱到強）

機械互鎖：膠體滲入基材表面的微孔，靠咬合承力。

物理吸附：范德華力、氫鍵等弱相互作用。

擴散互纏：聚合物之間鏈段相互糾纏（限于聚合物-聚合物）。

化學(xué)鍵合：真正的化學(xué)鍵合，最穩(wěn)固。

如果橋搭不穩(wěn)，應(yīng)力無法跨界傳遞，界面就變成“裂”的優(yōu)先通道。

常見界面失效原因

界面能不匹配（極性差異大）；

表面污染（脫模劑、油膜、水膜）；

界面形貌不合適（太光滑無機械咬合）；

界面熱膨脹或剛度差異導(dǎo)致循環(huán)疲勞。

此這是斷裂里最陰險的一條路，發(fā)生前一般沒什么征兆，尤其常見于涂料、油品、化學(xué)處理場景——材料看起來沒啥變化，但接觸某些液體后，強度在遠低于設(shè)計值下坍塌。

小分子三重破壞：

增加自由體積：小分子像楔子插入鏈段之間，撐開間隙，削弱范德華力和其他次級鍵。

局部增塑、Tg 降低：局部玻璃化溫度下降，原本在工作溫度下是硬態(tài)的區(qū)域變軟，屈服強度顯著下降。

促進鏈段滑移與解纏：小分子降低纏結(jié)摩擦，鏈段更容易滑脫，外力更容易導(dǎo)致鏈段脫出而非斷裂。

這類現(xiàn)象通常被稱為環(huán)境應(yīng)力開裂（ESC）。它的核心不是化學(xué)斷鏈，而是物理上的擴散與增塑：小分子（溶劑、水、油、增塑劑）滲入聚合物后，不直接切斷主鏈，而是通過下列三種方式削弱材料有效強度：