其它性能测试

橡胶弹性测试高弹性是橡胶的宝贵性能，我们使用橡胶正选中它的特性，高弹性主要表现为模量低，伸长变形大，并且变形时有热效应等。但橡胶并非理想高弹性，在变形过程中既有弹性变形也有非弹性变形。弹性变形，吸收的能量在恢复变形全部释放出来，而非弹性变形吸收的能量是不能释放出来而转化为其它能量而损耗，因而可用损耗能量的大小来表示弹性的大小。不同的配方胶料，弹性不相同。同一配方由于硫化程度不同，其弹性值高低有差异。测定弹性的方法较多，一种称为落球法，用一定质量的钢球打在橡胶试样上，测其回弹性。另一种摆锤法，就是利用具有一定位能的摆锤冲击试样，测定摆锤在冲击前后位能的百分比。第一页第二页，共68页。原理橡胶试样受冲击时，即是对其输入能，当试样恢复到原始状态时，又会释放出一部份能量(弹性储能)，放出能量与输入能之比，也就是摆锤冲击前后位能之比，称为回弹性。摆锤在极端位置所具有的相对位能为ph1，动能为零，当其自极位置下落时，位能减少，动能增加，而在与试样接触时，所具有的位能全部转化为动能，冲击试样后回跳至高度h2。此时所具有的相对位能为ph2。冲击弹性值η=ph2/ph1×100%=h2/h1×100%

如摆锤回跳到原位置时，h2=h1，所以η=l00%，如摆锤不能回跳h2=0，η=0%，摆锤弹性仪上刻度盘上的指针读数，就是根据这个原理制成的，因而弹性值可直接读出。第二页第三页，共68页。实验设备摆锤弹性仪的结构如图所示。1—刻度盘；2—指针；3—摆臂；4—冲击锤；5—试样台第三页第四页，共68页。试验条件温度：室温23±2℃，依据需要也在40℃、55℃、70℃、85℃、100℃高温下（恒温箱）和0℃、-10℃、-25℃、-40℃、-55℃、-75℃低温下（冷却室）进行。冲击锤原始位能：5kg·cm。第四页第五页，共68页。试样试样为圆形盘状，厚度12.5±0.5mm，直径￠29±0.5mm也可用￠29～53mm。表面应清洁、平整、无汽泡。如表面发粘应在表面上涂一层滑石粉。试样硬度范围为邵尔A30～85。试样硫化后，停放16h后方可进行试验，但不超过4周。试验前应将试样且于标准试验温度下停放3h。第五页第六页，共68页。试验步骤调整试验机呈水平状态。将试样平稳地紧夹在夹持器上，使击锤同试样表面相切。抬起摆锤至水平位置，并用机架上的挂钩挂住，再松开挂钩。摆锤自由落下冲击试样，前3～7次冲击不记回弹值(做为机械处理)。以同样的速度对试样进行3次冲击，读取3次回弹值。取3个数值的中值为试样结果。同一胶料试样的个数不少于2个，取两个试样的平均值为该胶的试验结果。第六页第七页，共68页。影响因素

温度的影响，当试样温度高时，由于高聚物分子的热运动加剧，分子间作用力减弱，内部产生结构的松驰时间下降，降低了材料的抵抗作用，因而硬度值降低。试样的厚度的影响，试样必须具备一定的厚度，否则，如试样厚度低于要求的厚度。硬度计压针则会受到承托试样的玻璃片的影响，使硬度值增大。读数时间的影响，由于橡胶是高分子粘弹性体，受外力作用后具有松驰现象，随着压针对试样加压时间的增长，因而试样对硬度计压针反抗力减小，所以硬度减小。第七页第八页，共68页。耐疲劳测试测试原理试验条件试样要求试验步骤影响因素第八页第九页，共68页。概述许多橡胶制品是在周期性应力应变作用下使用。在周期性的应力应变下，橡胶的结构和性能将发生变化，这种现象称为屈挠现象。根据屈挠过程所加力的不同，可分为两类，第一类施加力为压缩力称为压缩疲劳，第二种所加力为伸张力叫做屈挠龟裂。这里我们主要介绍常用的橡胶屈挠试验。第九页第十页，共68页。原理在周期性的伸张应力作用过程中，拉伸应力集中部位将产生龟裂裂口，此裂口在垂直方向上扩展，而导致性能下降。屈挠龟裂试验是用德墨西亚屈挠龟裂试验机，模拟橡胶制品实际使用条件，反复屈挠橡胶试样，导致在伸长应力集中处产生龟裂裂口。第十页第十一页，共68页。设备橡胶屈挠龟裂试验机主要由底座、滑柱、上下夹持器、支杆、上盖、偏心轮机构、数显控制部分等组成。底座上装有两根滑柱，由箱体、上盖、支杆形成一体。滑柱上装有上下夹持器，上夹持器可以在滑柱上任意调节，调好位置后拧紧后背上两颗螺钉。下夹持器由连杆连接偏心轮，当偏心轮回转时，下夹持器即可上下做往复运动。偏心轮表面刻有0～5cm刻度，可调节最大距离为50mm，由电动机带动带轮。数显部分可直接显示并控制往复次数。使用方法：调节偏心轮上的小螺杆，移动滑块，滑块上装有指针，让指针停在适当位置，使下夹持器在滑柱上的移动距离为57mm。调节上夹持器的使上下夹持器的最小距离为19mm或最大距离为57+19=76mm。接通电源，打开电子计数装置的电源开关，设定往复次数，数码清零后进入正常工作状态。将试样用夹持器固定，试样须垂直于夹持器，并且试样的凹沟位于夹持器的中间，凹沟向外弯曲。按“启动”键，记数器开始记数。当往复次数达到设定数值时(一般为5000次)，本机将给予报警提示，并自动停机，这时观察试样凹沟是否有裂口，通过样板验对后，记录裂口的级别和出现的裂口弯曲次数，以后每隔10000次进行一次检查，直至达到目的为止。第十一页第十二页，共68页。实验条件下夹持架运动频率：8.30±0.28HZ(500±20次/分)(也可以为5.00±0.14HZ(300±10次/分))。下夹持架行程：mm（如图5-12所示）。上、下夹持架之间的距离：最大：5mm。最小：19mm。第十二页第十三页，共68页。设备第十三页第十四页，共68页。试样试样为具有模压沟槽的半圆形断面的长条，也可以采用带有模压沟槽的矩形断面长条。用专用模具硫化，且使沟槽垂直于压延方向。其形状和尺寸如图5-13和图5-14所示。图5-13半圆形断面的长条试样第十四页第十五页，共68页。试样第十五页第十六页，共68页。试样第十六页第十七页，共68页。试样试样硫化后停放时间，不应少于16h，也不得超过4星期。试样的数量不少于3个。试样的沟槽应有光滑的表面，不应有可能导致裂口过早出现的不规则的表面，试样厚度应严格控制在确良6.30±0.15mm，而且测厚时必须靠近试样的沟槽。第十七页第十八页，共68页。实验步骤试验前先调整上下夹持架之间的距离及下夹持架的运动行程。将两夹持架分开到最大距离，装上试样，使试样平展而不受伸张力，且其陷槽位于两夹持架的中心，当试样屈挠时，沟槽应在所形成折用的外铡，以便于观察结果，每次试验至少夹6个试样，最好为12个试样。开动试验机，屈挠0.5万(约30min)后停机，把两夹持架分开到65mm，检查试样龟裂等级后，继续试验，同取记录每个试样达到的龟裂等级和屈挠次数。如果不需要把试验屈挠到完全破坏，可用标准等级表示龟裂程度。测试过程中注意事项：严格掌握上下两夹持架的间距及平行度。排除一切可能产生臭氧的因素。第十八页第十九页，共68页。结果处理龟裂程度按试验屈挠下列状态分6级：1级：试样出现肉眼可见的“针刺点”状的龟裂点，且其数目不超过10个(含10个)。2级：上述龟裂点数目超过10个或虽不足10个但其中1个或多个龟裂点已扩展，超出“针刺点”的阶段，裂纹深度很浅，有明显的长度，但长度仍小于0.5mm。3级：1个或多个龟裂点扩展成明显的龟裂，可以看到明显的长度和较小的深度，长度大于0.5mm但小于lmm。4级：最大龟裂处的长度大于lmm，但小于1.5mm。5级：最大龟裂处的长度大于1.5mm，小于3.0mm。6级：最大龟裂处的长度大于3.0mm。绘绘制出1～6级与屈挠次数相应关系曲线图，依据曲线图推出任一等级的屈挠次数。第十九页第二十页，共68页。耐老化试验概述热空气老化试验第二十页第二十一页，共68页。概述橡胶老化：橡胶及其制品在加工制造、长期贮存和使用过程中，由于受到氧、臭氧、变价金属离子、热、光、高能辐射、机械应力的作用，及其它化学物质和霉菌等侵蚀，会逐渐产生变软发粘、变硬发脆或龟裂，使物理机械性能变坏以致失去弹性而丧失使用价值，这种现象称为老化。橡胶老化是一种不可逆过程，其实质是橡胶分子结构在化学、物理以及生物的因素作用下发生了氧化降解反应或结构化反应。降解反应使橡胶平均分子量下降，强度下降，橡胶变软发粘；结构化反应则是进一步之化交联，使橡胶强度下降、表面发硬、龟裂失去弹性。第二十一页第二十二页，共68页。概述试验方法：试验按试验条件可分为两类：★自然老化试验方法——此类包括大气静态老化试验、大气加速老化试验、自然储存老化试验、自然介质老化试验和自然生物老此试验等。自然老化试验方法，虽可获得比较可靠的试验结果，方法简便，但老化速度缓慢，试验周期长，不能及时满足科研与生产需要。★人工加速老化试验——包括热老化、臭氧老化、光老化、人工气候老化、光臭氧老化、生物老化，它是生产和科研中常见老化方法。第二十二页第二十三页，共68页。热空气老化试验试验原理试验设备试验条件试验步骤结果处理第二十三页第二十四页，共68页。试验原理热空气老化试验是一种最普遍的热氧老化试验，它是将橡胶试样置于常压和规定温度的热空气作用下，经过一定时间，测定其物理机械性能的变化。第二十四页第二十五页，共68页。试验设备老化箱使用说明第二十五页第二十六页，共68页。漏电开关加热功率开关温度设定开关第二十六页第二十七页，共68页。鼓风机第二十七页第二十八页，共68页。老化箱第二十八页第二十九页，共68页。使用说明图6-1空气老化箱结构1—加热器；2—进风口调节器；3—保温层；4—内胆；5—出风口调节器；6—风板；7—外壳；8—鼓风叶轮；9—电动机第二十九页第三十页，共68页。使用说明1) 接通电源，将漏电开关置于“合”位置。2) 加热功率开关，开关处于Ⅰ位置一组加热器工作，开关向Ⅱ位置时，两组同时加热，工作室升温速度加快。在100℃以下试验时，开关向Ⅰ位置避免热量上冲过度，在100℃以上试验时，开关向Ⅱ位置即可。3) 采用编码开关直接设定的仪表，在编码开关上直接设定所需温度值即可。4) 为了保证显示器温度和温度计温度一致，打开箱体侧板，调节数显仪上的(3296)可调电阻(绿色)可达到一致。5) 如有鼓风机要求，可接通鼓风机开关。6) 为了保证箱内空气置换率（3～10次/h），可调节箱顶上的排气阀和箱体左下方进气阀以达到要求。7) 老化箱试验完毕，将漏电开关置于“分”位置，关闭外接电源。第三十页第三十一页，共68页。试验条件试样要求放置要求温度选择时间选择空气流速第三十一页第三十二页，共68页。试样要求试样形状——试样为拉伸试样即为亚铃状，形状和尺寸符合(硫化橡胶拉伸性能试验)的规定。试样个数——试验的试样数量通常为10个，其中5个试样做老化前拉伸试验，其余5个试样进行老化试验，至少不小于6个。第三十二页第三十三页，共68页。放置要求★尽可能避免不同配方试样在一起老化。对于高硫配合、低硫配合、有无防老剂以及含Cl、F等挥发物互相于扰的试样，应分别进行老化试验。★每两试样之间的距离不得小于10mm，试样与箱壁的距离不得小于50mm。第三十三页第三十四页，共68页。温度选择根据具体需要，确定老化试验温度，可选择为50℃、70℃、100℃、120℃、150℃、200℃、300℃等，温度允许波动范围为50～100℃：±1℃；101～200℃：±2℃；201～300℃：±3℃。第三十四页第三十五页，共68页。时间选择老化时间可选为：24h、48h、70h、72h、96h、144h、168h或168h的倍数。第三十五页第三十六页，共68页。空气流速箱内有连续鼓风装置，有进气口和排气口，空气流速为0.5～1.5m/s。第三十六页第三十七页，共68页。试验步骤1)测试试样厚度。2)将老化箱调至所需要的温度，并使之稳定（10～20min），然后将准备好的试样自由挂在老化箱中。3)每两试样之间的距离不得小于10mm，试样与箱壁的距离不得小于50mm。4)试样放入老化箱之后，开始计时，到了规定老化时间，立即取出试样。5)取出的试样在室温（23±2℃）下停放4h后(不超过96h)而标距，进行拉伸试验。第三十七页第三十八页，共68页。结果处理结果表示方法——老化系数表示法、性能变化百分率表示法和硬度变化表示法；数据处理——试验结果性能变化百分率精确到整数位。第三十八页第三十九页，共68页。老化系数表示法过去橡胶老化性能采用老化系数表示，即：例如第三十九页第四十页，共68页。例如第四十页第四十一页，共68页。性能变化百分率表示法第四十一页第四十二页，共68页。硬度变化表示法对硬度变化，只采用（A一O）即性能变化值表示。第四十二页第四十三页，共68页。耐介质性能试验概述试样要求试验条件试验步骤试验结果第四十三页第四十四页，共68页。概述背景

某些橡胶制品是在接触或泡在某种介质（如油、溶剂）中使用的。也有的制品接触酸碱等腐蚀性化学物质。这样，在使用过程中就会引起膨胀或腐蚀而致使物理机械性能下降。因此，对于这样制品，测定其对油类、腐蚀性介质的稳定性具有一定的必要性。测定内容硫化胶耐介质性能测定，即测定硫化胶经液体浸泡前后的性能变化，通常分如下3个方面：(1)体积，质量的变化；(2)浸泡后的拉伸性能的变化试验；(3)浸泡后的硬度试验；第四十四页第四十五页，共68页。试样要求★“体积、质量变化试验”所用的试样，其长、宽各为25.00±0.1mm，厚为2.0±0.2mm；★“浸泡后的拉伸性能试验”所用试样按《硫化胶拉伸性能测定》中有关规定制备；★“浸泡后的硬度试验”所用的试样按《橡胶邵尔A型硬度试验》中的规定制备。第四十五页第四十六页，共68页。试验条件介质种类可根据制品的使用条件选用介质、种类和浓度，进行耐油性能试验最好选用标准试验油（1、2、3型号）。试验液体的体积应不少于试样总体积的15倍，并确保试样始终完全没泡在试验液体中。试验液体只限用一次，不同配方试样不得在同一容器中进行浸泡试验。浸泡温度浸泡温度一般在如下推荐温度中根据橡胶制品使用条件选择：20±1℃、23±1℃、27±1℃、40±1℃、50±1℃、70±1℃、85±1℃、100±1℃、125±2℃、150±2℃、175±2℃、200±2℃、225±2℃、250±2℃。低温为0±1℃、-10±1℃、-25±1℃、-40±1℃、-55±1℃、-70±1℃。浸泡时间可选22h、48h、72h、96h、120h、168h或168h的倍数等浸泡时间。第四十六页第四十七页，共68页。试验步骤A体积和质量变化试验B浸泡后的拉伸性能试验C浸泡后的硬度试验第四十七页第四十八页，共68页。浸泡后的拉伸性能试验a) 将经过测定厚度的亚铃状试样，按上述同样的方法和要求悬挂于试验液体中，在恒定温度下浸泡规定的时间，然后擦去试样表面上的液体，在室温空气停放30min后，印上工作标线，测定拉伸性能。该试验从印标线开始计时，拉伸试验不得超过30min。b) 如果试验液体是易挥发的，试样从试验液体中取也不需洗涤，直接用滤纸擦试试样表面30s后，立即印上标线，并在15min时间内完成拉伸试验。第四十八页第四十九页，共68页。浸泡后的硬度试验按上面两样的方法和规定浸泡试样并清除其表面的液体，在室温空气中停放30min后，用邵尔A型硬度计测量其硬度值。第四十九页第五十页，共68页。试验结果⑴拉伸强度变化百分率△σ⑵扯断伸长率变化百分率△η⑶用拉伸强度表示耐油系数K1

⑷硬度变化值△A第五十页第五十一页，共68页。拉伸强度变化百分率△σ第五十一页第五十二页，共68页。扯断伸长率变化百分率△η第五十二页第五十三页，共68页。用拉伸强度表示耐油系数K1第五十三页第五十四页，共68页。硬度变化值△A第五十四页第五十五页，共68页。耐寒系数测定

原理测定橡胶或簿膜试样在常温与冷冻后经一定的负荷的作用，根据试样伸长度的变化而计算出耐寒系数，或用所需的荷重把试样拉伸至一定伸长而计算出硬度比加系数。试验条件试样最大伸长度：230mm；试样拉伸负荷：0～4㎏；试样夹持距离：橡胶25mm；第五十五页第五十六页，共68页。仪器设备

NH-230耐寒系数测定仪主要由试样支架部分、加压部分及支架平衡部分组合而成(见图7-1)。试样支架套于立柱上。高低可任意调节，支架一端装有胶木筒，筒内安装夹持器，下夹持器放于胶木筒下端的插口内，上夹持器通过钢丝绳、滑轮牵引到重锤上，当增加负荷拉伸试样时，试样的伸长度，可以在长度尺上读出，低温试验时试样的拉伸是在冷藏瓶中进行的，由于机构中装有支架平衡装置，因此取放试样简便方便迅速。耐寒系数测定仪第五十六页第五十七页，共68页。

1—试样支架；2—立柱；3—胶木筒；4—上夹持器；5—下夹持器；6—钢丝绳；7—滑轮；8—重锤；9—负荷；10—长度尺；11—平衡重锤；12—冷藏瓶座

第五十七页第五十八页，共68页。试样

橡胶试样为哑铃状，可分为A、B两种，其形状尺寸如图所示。

第五十八页第五十九页，共68页。试样试验前在试样上印上标线，标距公差不大于±0.2mm，在做同一试样的试验时，试样的宽度波动不得大于±0.2mm，切刀标距内的宽度应精确到0.01mm。试样标距内的厚度应为1±0.2mm或2±0.3mm，试样的厚度测量准确到0.01mm。每一试样在试验前必须预先伸长到原距150～200%，并在自由态下停放15min以上，然后再印上工作标线。第五十九页第六十页，共68页。试验步骤

把试样严格地按标线夹在上下夹持器上，夹持时将夹持器安放于夹具中进行。先把上夹持器挂在通过滑轮的钢丝吊钩上，然后把下夹持器装在胶木筒底翻的卡槽中。调整长度尺使零点对准指针。把装好的试样与胶木筒一起滑入盛有酒精的冷藏瓶中，酒精的温度为20±5℃。在仪器的重锤盘中放上使试样在5min内伸张到100±5%所需的荷重。荷重作用5min后，记下刻度上的标示值，然后去掉荷重将装有试样的胶木筒移出于瓶外并取下试样。试样停放15min后，重新装在胶木筒内并浸在冷藏瓶中，在浸入试样之前应预先要在酒精内加入固体二氧化碳，使冷藏瓶中的温度出试验所需的温度低3～6℃。试样在低温酒精中浸5min，然后在仪器的砝码盘上再次加上同样荷重，作用5min后记录仪器的指示值。当需要测定硬度增加系数和久变形时，应补充必需的附加荷重，以便试样在5min内伸张到和室温相同的伸长，附加荷重作用5