橡胶性能测试方法标准介绍.doc

ASTM名称号：D429-81（再次批准1993）e1橡胶性能测试方法标准刚性基体粘着力测试1 本标准以固定号D-429发行，其后面的数字指的是最先采用的年份，括号内的数据是最新一次的批准。e指的是最新一次批准后有所改变。e1注第56段的keywords,在1993年6月增加该部分1. 范围1.1这些测试方法包括刚性材料与橡胶的静态粘接强度的测试步骤（在大多数情况下）方法A橡胶件装配在两平行金属板内方法B90剥离测试橡胶件装配在一金属板上方法C圆锥体样品橡胶与金属粘着力的测量方法D粘着力测试硫化后（PV）金属橡胶粘着力测试方法E90剥离测试橡胶油罐衬里装配到一金属板上1.2因该测试标准可能还运用于其它刚性材料，这样的材料是常规而不是例外。基于这个原因，在该标准中我们用“metal”（金属）而不用“rigid material”（刚性材料）。1.3 SI中的数值为标准值，而括号内的数值为参考值。1.4 该标准在使用时安全性能方面并未要求面面俱到。该标准的使用者在使用前有责任确定一个合适的安全和健康条例和运用守则。2. 参考文件2.1 ASTM标准B117用于盐雾试验仪器2D395橡胶性能测试方法压缩装置D412硫化橡胶、热塑橡胶、热塑性塑料弹性体张力测试方法3 D413橡胶性能测试方法韧性基体粘着力3D471橡胶性能测试方法液体的影响3D572橡胶性能测试方法抗热抗氧化3D573橡胶测试方法空气老化箱中退化3D1149橡胶退化测试方法在臭氧室里表面裂缝3D3182橡胶材料，设备和混炼步骤试制标准硫化样件3D3183从产品中取出测试目的的橡胶标准3D3491油箱和套管衬里硫化橡胶测试方法4E4 测试机认可生效条例G23非金属材料有水/无水的露光仪器操作（炭精电弧类型）3. 意义及使用3.1根据标准条件下在实验室制成的用于开发提供数据的样件命名这些测试方法。经过一些小的更正，方法A，B ，C，D和E也用于在合适测试样品的设计许可时获得比较粘接力测试值。方法A，B，C，D（在橡胶用于减震目的时）许多产品上。方法A橡胶件装配在两平行金属板内4. 意义及使用4.1 方法A用于在使用者觉得该设计更能反映实际产品和控制测试结果已经确定时来确定粘接值。样品也可能用于不同技术处理和各种粘接系统的有效性的测试。5. 粘接破坏专业术语5.1 R指橡胶内粘接破坏5.2 RC指粘接破坏在橡胶界面粘合剂上5.3 CP指在初粘合剂外界面的粘接破坏5.4 M指在金属初粘合剂界面的粘接破坏注1 例：可以从下面的例子中预计出不同类型粘接破坏所占的百分比：R-50,RC-50指大约有50%的橡胶粘接破坏，另50%的粘接破坏在橡胶表面粘合剂上。R-25，RC-25，M-50指3种类型的粘接破坏，M指的是有50%的粘接破坏在金属界面上。6. 设备6.1 测试机张力测试机符合E4要求，用于粘接力强度的测试。测试机的移动头以0.400.04mm/s(1.00.1in./min)。测试机有记录仪器记录整个测试过程中的力。不大于40KN的测试机在大多数情况下都适合。6.2夹具固定器的使用取决与样品的类型，但在测试过程中所有情况下都会用到球形座来允许载荷的中央合适位置。图1例举了装配的粘接力的典型测试。特殊实验室样品通过图2所示的金属件的螺纹柱固定，但从产品中取出的样品夹具如图3所示。7. 标准测试样品7.1标准测试样品包括一橡胶圆柱3.20.1mm(0.1250.005in.)端面积为 12505mm2 或2.00 0.01in2 （直径为39.9 0.1mm）( 1.579 0.005in)附在表面最小厚度为9.5mm(0.37in)的金属片板上，和橡胶圆柱直径相同。金属板表面光滑平整便于在样品中平行。圆柱体避免了锋利的边缘，也利于推力平均分布。 注2我们认为面积为1250mm2(2in2)的测试样品为参考目的标准，允许使用625 mm2(2in2)的面积，因此可以一次准备和硫化样品。测试样品的直径为28.210.02 mm（1.1290.001 in）,未硫化件截成大约直径是24 mm（15/16 in）厚度大约为5 mm（3/16 in）（大约大于总体积的10%）8. 标准样件的实验室里的准备 8.1按8.2到8.6所述，在实验室进行开发和控制标准测试样件。 8.2用SAE NO.10207轧制钢加工圆形标准件。然而，若是重要尺寸也可用其它金属。在任何粘接力测试方法下，测试件的表面都应是干净平整的。 8.3将非硫化橡胶件切成直径大约是35mm(11/8in.)厚度大约为5 mm(3/16in.)，以便在硫化时橡胶和金属间有最大的压力（见图2）。按照测试方法对粘接表面进行处理。8.4将骨架和橡胶放入橡胶模内。典型的模具和测试样件如图4所示。图2说明了装配的测试方法。硫化后金属边橡胶大约为0.039mm(0.015in.)来减少在测试期间骨架的利边将橡胶撕裂。在硫化之前，确保粘接表面无灰，无杂质，干燥。勿用手触摸骨架及橡胶表面。8.5在控制的温度，规定的时间内进行液压硫化。根据橡胶成分确定硫化时间和温度。硫化过后，在样品冷却之前取出样品避免粘接表面产生应力。8.6硫化过后，在测试前样品至少在温度为232（73.43.6F）的条件下储存16小时。9. 从产品中取出测试样品9.1对于比较粘接力测试的样品，有必要选择结构为两平行骨架内有橡胶的样品。从产品中取出的筒形外圆铣刀样品和为适应大小要求而磨制的表面须无缺陷，以便在张力测试时无橡胶破损。9.2对于常规产品测试，有时有必要测试不同大小和形状的样品而非标准样品。在这样的情况下，测试方法和9.1所述的类似，但可靠的测试结果不应标准测试样品的测试结果相比较。10. 步骤10.1从产品中取出测试样品如图1安装在测试机上，小心安装和调节使得张力平均分布。在橡胶撕裂之前在规定的速度的情况下对样品施加固定的张力载荷。在失败时记录下总施加压力。10.2在橡胶撕裂的情况下不测量粘接强度，但比橡胶本身强度要大。按照第5段的专业术语记录下失败类型。评估并记录下不同类型失败所占的百分比。11. 计算11.1用帕斯卡或重击力/平方英寸记录下粘接值，然后划分张力引起失败或计算出原粘接面积分离来计算。若橡胶出现斯裂现象，我们认为粘接力比记录的要大。12. 报告12.1报告须包括以下内容，最好是以表1形式记录粘接力测试数据单：12.1.1按照11段计算测试结果，12.1.2所有观察和记录的数据都包括所涉及的测试样件号码，12.1.3种类的符号或失败的种类和评估出不同失败类型所占的百分比，（第10段）12.1.4样品的描述包括粘接测试方法，若知道的话，应注明产品是从实验室中做的还是从产品中取出的。12.1.5测试样品的尺寸（仅和同等大小形状的样品相比较）。12.1.6若知道还须注明生产或硫化的日期，12.1.7若知道还须注明硫化的时间和温度，12.1.8测试室内的温度，12.1.9测试日期13. 精确度和偏差13.1在实验室内的测试和在实验室里得出的精确数据。方法B90剥离测试橡胶件和一金属板装配的情况14意义和使用14.1该测试的目的是确定橡胶金属的粘接强度。通过对从金属面分离橡胶所需的力来得出测试结果。所得出的数据表明在90情况下分离橡胶所需的粘接强度。测试为开发和控制橡胶成分和粘接测试方法，它还为不同类型粘接技术和测试提供筛选。 注3允许使用45进行分离，但如果用此方法也应记录，如果没出现这样的记录，我们认为使用的是90的分离。推出的角度若为45，这只说明仪器设计成该类型橡胶和金属的面角度为45。实验表明由45而非90所获得的更低的力，而且更接近粘接表面。15.粘接破坏专业术语15.1 R指橡胶内粘接破坏15.2 RC指粘接破坏在橡胶界面粘合剂上15.3 CP指在初粘合剂外界面的粘接破坏15.4 M指在金属初粘合剂界面的粘接破坏注4 例：可以从下面的例子中预计出不同类型粘接破坏所占的百分比：R-50,RC-50指大约有50%的橡胶粘接破坏，另50%的粘接破坏在橡胶表面粘合剂上。R-25，RC-25，M-50指3种类型的粘接破坏，M指的是有50%的粘接破坏在金属界面上。16.设备16.1测试机按照6.1所述方法D412测试粘接强度。测试机头的恒速度为0.830.08mm/s(20.2in./min)16.2装置将样品固定到机器上部的任何合适装置，也可能用于在测试期间引起分离的推力方向（尽可能垂直到90），也就是说，和顶部固定装置成90角。测试装置如图5所示（包括上部便于测试的装置）。16.3夹具任何合适的夹具只要不溜或弄损橡胶都可使用。图5的夹具便于测试。17.标准测试样品17.1标准测试样品包括厚度为6.30.1mm（0.2500.005in.） 宽度为250.05 mm(1.0000.002 in.）,长度为125 mm的橡胶条粘接到厚度为1.60.1mm（0.0620.004in.）宽度为250.05 mm(1.0000.002 in.）,长度为601 mm（2.360.04in.）的金属条。测试样品剥离为25/25mm(1/1in.)大约在金属的中央地位如图6所示。 注5在厚度为1.6 mm(0.062in.)的金属片在测试时永久变形，可以在供方和买放协商同意的情况下用更厚点的金属片。18.测试样品的准备18.1 按照18.1.1和18.1.6所述准备样品。18.1.1如17部分所述的矩形样品标准尺寸的金属件按照测试粘接方法的还需研究决定。用压力敏感粘接带包两端，便于17部分所述的面积可供粘接。18.1.2将橡胶厚片切成适合模具大小，厚度大约为8mm(0.3in.)，这样在硫化时金属和橡胶就有最大的压力粘接在一起（见图6）。和金属件的纵轴平行的内模尺寸为125 mm(5in.)。金属件横轴边的尺寸可根据硫化件数量改变。这将为固定夹具的橡胶条留有足够的位置。按照测试方法清洗橡胶待粘接表面在研究过程中。18.1.3如图6所示放骨架和橡胶供硫化，将骨架放在橡胶旁，放入装置内，将金属件放入模腔内。按照测试方法进行硫化，确保待硫化件的表面干净，干燥，无灰尘，无杂质。18.1.4在控制的温度，规定的时间内进行液压硫化。根据橡胶成分确定硫化时间和温度。硫化过后，在样品冷却之前取出样品避免粘接表面产生应力。18.1.5硫化过后，在测试前样品至少在温度为232（73.43.6F）的条件下储存16小时。18.1.6从各自中取出供测试的样品。这通常用剪刀，小刀或其它合适的器具。样品表面用砂带磨光使得橡胶和金属表面齐平（注释6）。注意不要过分加热金属和橡胶件，在公差范围外不允许减小样品宽度。 注6目前实验结果表明已磨光和未磨光的样品测试结果不同之处可以忽略不计，因为金属件粘接表面不是特地准备，面积为1.5mm(0.06in.)不重要。19.步骤19.1将样品中心对称地置于固定夹具内（注释7），如图5所示。在运用载荷之前，用锋利的小刀从金属中剥离大约为2mm(0.08in.)橡胶（注释8）。将金属片放入夹具内，在速度为50 mm(2.0in.)/min加一个稳定的载荷直到剥离已完成。使用亲手记录的粘接值（在整个测试样品中）。 注释7该样品适合于任何粘接破坏的相关环境因素的确定。样品可能暴露在无应力或在恒相对低粘接应力的条件下。建议运用下面ASTM环境标准之一。所运用的如下：D471 D572 D573 D1149 准则G23，方法B117。如果环境不用于上述条件，应全面叙述。这也包括露置时的时间，温度等。 注释8从金属片上剥离橡胶，在需要的情况下来观察粘接强度而非抗撕裂强度。20.计算20.1 用牛顿/毫米或宽度英寸/重击力来计算粘接力值。21.报告21.1报告应包括以下几点：21.1.1按照20部分方法记算的值，21.1.2所有观察到和记录下的数据，21.1.3种类的符号或失败的种类和评估出不同失败类型所占的百分比，（第15 段）21.1.4样品描述包括确保粘接方法的样品描述，21.1.5若知道还须注明生产或硫化的日期，21.1.6若知道还须注明硫化的时间和温度，21.1.7测试室内的温度，21.1.8测试日期22.精确度和偏差22.1在实验室内的测试和在实验室里得出的精确数据。 方法C圆锥体样品橡胶与金属粘着力的测量23意义和使用23.1测试方法适用于标准条件下实验室内生产的测试样件（如零件，特定橡胶制品）为开发和控制的测试方法提供合理数据。当用于橡胶粘接到钢性支撑件时，测试方法不包括支撑件，高模数材料（因横向尺寸引起的低刚度），例如橡胶和金属丝，薄片硫化一起。因锥形端的应力，测试件的特定结构使得在大多数情况下橡胶和锥形体分界表面粘接破坏。24粘接破坏专业术语24.1用下面的一个或几个标记记录不同类型的粘接破坏：24.2 R指橡胶内粘接破坏24.3 RC指粘接破坏在橡胶界面粘合剂上24.4 CP指在初粘合剂外界面的粘接破坏24.5 M指在金属初粘合剂界面的粘接破坏注9 例：可以从下面的例子中预计出不同类型粘接破坏所占的百分比：R-50,RC-50指大约有50%的橡胶粘接破坏，另50%的粘接破坏在橡胶表面粘合剂上。R-25，RC-25，M-50指3种类型的粘接破坏，M指的是有50%的粘接破坏在金属界面上。25仪器25.1测试机符合E4要求的张力测试机用于测量粘接强度，在机器上端以0.830.08mm/s(2.00.2in/min)的速度移动。在测试结果中的测试力单位为牛顿或重击力。在大多数情况下适合用不大于40KN或10000ibf的测试机。25.2夹具测试机上夹具类型取决于样品的类型，所有的夹具都有球形座使得测试时加载产品处于中心合适位置。这些夹具可以分两类：（1）简单的镶套（有槽）夹具来固定锥形样品，（2）有防松螺母螺纹的螺栓。可以用来固定装置。26.标准测试样品26.1标准测试样品包括和两锥形金属件硫化的橡胶件。测试样品直径为250.5 mm(1.000.2min)，金属末端间的距离为11.51.2 mm(0.450.05min)。测试样品见图7，锥形体最大半角为451，顶端磨光半径不能大于0.08mm(0.03in.) 注释10理论上说，末端件高度为任意高度。图7中的测试件对模具和测试大小正合适。27.标准测试样品的实验室准备27.1标准测试样品为两圆锥体刚性件（末端为锥形）。圆锥体橡胶和锥体末端硫化在一起，按照27.1.127.1.7准备实验室样品。27.1.1从轧制钢（符合SAE NO10207或SAE NO1010）选取锥体金属件加工。然而，其它刚性材料在符合主要尺寸时使用（能确保可以和其它刚性材料硫化成型）。确保在进行粘接测试锥形表面测试方法。27.1.2在传动模中进行样品硫化。图8为6个模腔传动示意图，未硫化的橡胶件厚度大约为20mm(0.8in.)直径为110 mm(4.3in.)。足够的储存橡胶用于填充模具，填充模腔后橡胶有剩余。27.1.3将锥形末端要研究的待硫化表面清理干净。仅在要进行硫化表面涂黏合剂。27.1.4将刚性件和橡胶件放入预热模具中供硫化。27.1.5在规定的时间、温度、压力条件下进行硫化。有必要在模具周围罩上罩子来保持硫化时的温度。27.1.6硫化后，在测试之前，将待测试样品在温度为232（73.43.60F）至少贮存16小时。27.1.7图8展示了模具，未硫化件，硫化后测试样品，涂了黏合剂的锥形体。28步骤28.1用合适的夹具将测试样品固定到测试机上。小心安装和调节使得张力平均分布。在橡胶撕裂之前在规定的速度的情况下对样品施加固定的张力载荷。在失败时记录下总施加压力。按照第24段的专业术语记录下失败类型。评估并记录下不同类型失败所占的百分比。29计算29.1在产生粘接破坏时记录粘接值。若粘接破坏在橡胶内，我们认为粘接值比记录的要大。30.报告30.1报告须包括以下几点，特别是表1粘接数据单上的记录：30.1.1橡胶材料类型和代码，30.1.2硫化时间和温度，30.1.3所使用的金属件和刚性件及表面准备，30.1.4黏合剂和稀释30.1.5每个测试件的粘接值，30.1.6粘接失败的类型和所占百分比，30.1.7硫化的日期和测试的日期，30.1.8测试室的温度。31.精确度和偏差31.1在实验室内的测试和在实验室里得出的精确数据。32.硫化金属件的回收利用32.1可以通过普通煅烧或化学制剂剥离方法利用硫化过的金属件。物理或化学处理过的表面都须经过再次清洁表面。在回收利用时锥形的锋利的边会减小。这就影响了测试结果的再现性，必须仔细将锥形锋利半径重新确定成0.08mm(0.03in.)。方法D粘着力测试硫化后（PV）金属橡胶粘着力测试33.意义及使用33.1该标准内的方法A B C适用于橡胶和骨架在硫化时成型形成粘接强度。方法D则用于橡胶在硫化过后形成粘接强度。在橡胶工业中，这就涉及到后道硫化粘接。33.2在测试过程中，已硫化的圆盘（两端涂黏合剂）和两金属片装配。将金属橡胶件在规定压力时间温度的情况下放在夹具上夹具在烘箱内加热。33.3在进行轴向撕裂测试时获得橡胶金属粘接值。记录下撕裂力和粘接破坏类型。34.仪器34.1 测试机张力测试机符合E4要求，用于粘接力强度的测试。测试机的移动头以0.830.08mm/s(2.00.2in./min)。测试机有记录仪器记录整个测试过程中的力。在此处适合用至少为40KN（1000lbf）的测试机。34.2夹具测试机上夹具类型取决于样品的类型，所有的夹具都有球形座使得测试时加载产品处于中心合适位置。这些夹具可以理解为图1 和3及方法A中5.2所述的夹具。34.3如图9（外钢板）和图10（中校准钢板）所示，橡胶金属硫化时的模具图。将压缩装置控制在10.00.1%的中校准钢板通过两个螺栓，垫圈，螺母固定的外钢板上。将金属件压缩到橡胶件后将螺栓拧紧。35.标准测试样品35.1按照测试方法D395准备硫化样品。参考D395测试方法第6部分。35.2该标准的测试样品和第6部分方法A完全相同。36.标准测试样品的准备36.1 将硫化测试样品放在合适的开口篮中，和（有全氯乙烯）除油脂的水蒸气接触，但不超过5分钟。取出橡胶测试样品，在标准试验室温度232风干至少30分钟。此处必须是无灰尘区，最好相对湿度偏低。36.2用不含软布的纸毛巾吸收矿物油，（用石脑油喷涂），在干净表面涂层。擦拭待硫化橡胶表面几次，除去表面杂质。空气干燥样品至少15分钟后，在温度为70流动空气烘箱内二道干燥样品10分钟。从烘箱中取出样品，在进行涂层之前将样品放在标准实验室温度为232的环境内至少30分钟。36.3将样品浸入合适的装配油内，深度稍超过表面。将样品取出让油滴5分钟后进行装配。36.4按照图11进行装配测试样品。拧紧件间隔装置自动产生所要求的压缩。36.5将测试样品放在温度为150的烘箱内6010分钟，或由黏合剂供应商建议规定的时间和温度。从烘箱内取出样品在自来水下冷却20分钟。冷却过后，拆取测试样品，在测试之前温度为232条件下储存个别测试样品。37.步骤37.1用合适的装置或夹具将样品装配到张力测试机上。在样品完全破坏之前加载力。按照本标准第3部分方法A粘接破坏专业术语记录粘接破坏的类型。38.计算38.1在产生粘接破坏时用帕斯卡或重击力/平方英寸记录粘接值。若粘接破坏在橡胶内，我们认为粘接值比记录的要大。39.报告39.1报告须包括以下几点，特别是表1粘接数据单上的记录：39.1.1橡胶材料类型和代码，39.1.2粘接装配准备，硫化时间和温度，39.1.3所使用的金属件和刚性件及表面准备，39.1.4黏合剂和稀释39.1.5所运用的方法，39.1.6用帕斯卡或重击力/平方英寸记录的粘接值39.1.7粘接失败的类型和所占百分比，39.1.8测试的日期，40.精确度和偏差40.1在实验室内的测试和在实验室里得出的精确数据。 方法E90剥离测试橡胶油罐衬里装配到一金属板上41.意义和使用41.1该测试的目的是用来确定橡胶油罐衬里在实际运用类似情况下的粘接强度。通过从金属板上剥离橡胶得出粘接值。所得出的数据指出橡胶条和金属成90的剥离测试。测试的数据为开发和控制橡胶金属件提供有价值的数据。它也为各种不同的粘接剂、技术的测试提供筛选。42.粘接破坏专业术语42.1 R指橡胶内粘接破坏42.2 RC指粘接破坏在橡胶界面粘合剂上42.3 CP指在初粘合剂外界面的粘接破坏42.4 M指在金属初粘合剂界面的粘接破坏注11 例：可以从下面的例子中预计出不同类型粘接破坏所占的百分比：R-50,RC-50指大约有50%的橡胶粘接破坏，另50%的粘接破坏在橡胶表面粘合剂上。R-25，RC-25，M-50指3种类型的粘接破坏，M指的是有50%的粘接破坏在金属界面上。43.静态重量方法（SM）43.1 仪器：43.1.1静态重量方法的仪器包括支撑架、测试夹具、校准重量机和重量承载器。43.1.2在测试过程中支撑架有足够大的高度允许夹具自由悬置样品。43.1.3图12为有支撑架、测试夹具、校准重量机和重量承载器及测试样品的照 片。44.标准测试样品44.1标准测试样品如图13所示。宽度为250.05mm(1.0000.002in.)的橡胶条