硫化橡膠拉伸性能檢測(cè)及影響因素

橡膠材料在生產(chǎn)、生活各個(gè)領(lǐng)域的運(yùn)用越來(lái)越廣泛。近幾年來(lái)，橡膠行業(yè)得到不少發(fā)展，已有細(xì)分行業(yè)穩(wěn)中有升，新生橡膠細(xì)分行業(yè)則飛速發(fā)展，試驗(yàn)工作也隨之越來(lái)越多，對(duì)試驗(yàn)的要求也越來(lái)越高。

 

其中拉伸性能作為評(píng)判膠料優(yōu)劣的一個(gè)廣泛有效且最重要的項(xiàng)目，就成為了考察橡膠質(zhì)量好壞的一項(xiàng)重要指標(biāo)。通過(guò)簡(jiǎn)單的拉伸試驗(yàn)可評(píng)估橡膠其它的力學(xué)性能，可依次評(píng)定產(chǎn)品的達(dá)標(biāo)情況和硫化情況，對(duì)橡膠的生產(chǎn)工藝進(jìn)行控制和調(diào)整。

 

因此，對(duì)影響硫化橡膠拉伸性能試驗(yàn)結(jié)果的主要因素及其原因進(jìn)行分析，進(jìn)而正確地試驗(yàn)，獲得可信的數(shù)據(jù)，對(duì)橡膠制品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)有著重要的指導(dǎo)意義。

 

試驗(yàn)項(xiàng)目

拉伸性能中最重要的檢測(cè)項(xiàng)目為拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率。

 

 

試驗(yàn)原理

硫化橡膠拉伸性能試驗(yàn)是指在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室溫度下，將I型啞鈴型試樣夾持到電子拉力機(jī)夾具上，然后電子拉力機(jī)以恒定的速度對(duì)該試樣進(jìn)行拉伸，直至試樣的試驗(yàn)部位斷裂，最后記錄試樣斷裂時(shí)拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率數(shù)據(jù)。

 

影響因素

影響膠料拉伸性能的檢測(cè)因素有很多，一是開(kāi)煉機(jī)拉伸試片制樣過(guò)程；二是硫化后的試片停放時(shí)間；三是試樣的條件，如厚度、溫度等。

 

1、 拉伸試片制樣

拉伸試片硫化前，需將混煉膠重新過(guò)輥出膠片，將厚度出成適合硫化試片的厚度。過(guò)輥過(guò)程可使混煉膠中配合劑分散均勻，分散越均勻的膠片檢測(cè)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性就好，而薄通可以讓膠片更加均勻，從而檢測(cè)結(jié)果的均勻性也會(huì)得到顯著提高。

 

2、 膠料停放時(shí)間

硫化后的膠片必須按照規(guī)定進(jìn)行停放調(diào)節(jié)后方可進(jìn)行檢測(cè)，GB/T2941中規(guī)定停放時(shí)的為標(biāo)準(zhǔn)溫度23℃±2℃，停放時(shí)間不得小于16h，例如橋梁支座，可能需要停放16h以上。非成品試驗(yàn)，試樣形成與試驗(yàn)之間的最長(zhǎng)時(shí)間間隔是4周。經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)后的膠片，減少了環(huán)境因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響，能夠保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。

 

 

3、試樣的條件

（1）試驗(yàn)的溫度

溫度對(duì)硫化橡膠拉伸試片的拉伸性能有較大影響，GB/T2941中規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室溫度為23℃±2℃。在不同的溫度條件下的試驗(yàn)結(jié)果均有差異，一般橡膠的拉伸強(qiáng)度是隨著溫度的增加而逐漸下降的，斷裂伸長(zhǎng)率會(huì)逐漸增加。

 

（2）試樣的厚度

硫化橡膠在進(jìn)行拉伸試驗(yàn)時(shí)，厚度應(yīng)按照GB/T528中規(guī)定2.0±0.2mm執(zhí)行。因?yàn)殡S著厚度的增加，試樣工作面積增加，這樣膠料中存在的缺陷機(jī)率就會(huì)增大，拉伸時(shí)工作面積的受力也會(huì)不均勻；厚度越厚的試樣在用裁刀裁切啞鈴型試片時(shí)試樣會(huì)產(chǎn)生形變，工作面積發(fā)生變化，會(huì)出現(xiàn)提前斷裂，不能真實(shí)反映膠料的拉伸性能。

 

（3）試樣的裁切

裁刀刀刃不能有損傷，并且是計(jì)量合格的。裁刀刀刃在經(jīng)過(guò)多次裁切后，刀刃都會(huì)有損傷，會(huì)造成試樣的裁切面存在缺陷，在進(jìn)行拉伸時(shí)，試片會(huì)在缺陷處提前斷裂，從而導(dǎo)致試樣的拉伸強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率的降低。

 

裁切試樣時(shí)，用力要均勻，可以以中性肥皂水潤(rùn)濕，試樣需一次裁切成功，若一次未裁下來(lái)，應(yīng)丟棄，不能重復(fù)裁切。

 

（4）試樣的夾持狀態(tài)

在用電子拉力機(jī)進(jìn)行拉伸試驗(yàn)時(shí)，試樣應(yīng)夾持在夾具中間，并保持垂直狀態(tài)，保證試樣的工作部分受力均勻，如若出現(xiàn)工作面積彎曲或者試樣不垂直，在拉伸時(shí)試樣的試驗(yàn)部位會(huì)受力不均，導(dǎo)致試片提前斷裂，影響檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性。

 

（5）壓延方向的影響

橡膠硫化之前會(huì)經(jīng)過(guò)開(kāi)煉機(jī)進(jìn)行制樣，膠料通過(guò)輥距時(shí)，線性大分子鏈會(huì)沿壓延方向被拉伸和取向，因此會(huì)產(chǎn)生壓延效應(yīng)，在進(jìn)行拉伸試驗(yàn)時(shí)，裁片時(shí)應(yīng)注意壓延方向，GB/T528中規(guī)定，啞鈴狀試樣要平行于材料的壓延方向裁切。由于膠料混煉過(guò)程中的壓延效應(yīng)，平行于壓延方向的拉伸強(qiáng)度比垂直于壓延方向的拉伸強(qiáng)度高。

 

 

（6）拉伸速度的影響

硫化橡膠在拉伸試驗(yàn)時(shí)，GB/T528規(guī)定拉伸速度可以為100mm/min、200mm/min、500mm/min。試樣容易在夾具高速移動(dòng)下產(chǎn)生脆性斷裂，所以拉伸速度越快，拉伸強(qiáng)度越高，伸長(zhǎng)率越低。

 

（7）試樣斷裂部位

拉伸試樣在斷裂時(shí)，應(yīng)在試樣的狹窄部位斷裂，如果試樣在狹窄部位以外斷裂，應(yīng)舍棄這個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，重新進(jìn)行試驗(yàn)。

 

試樣未在狹窄部位斷裂的原因有可能是試樣斷裂部分，本身會(huì)存在一些缺陷，表面無(wú)法識(shí)別，導(dǎo)致試片不能在試驗(yàn)部位斷裂；也有可能是膠料硬度過(guò)低、夾具壓力過(guò)大，導(dǎo)致試片從電子拉力機(jī)夾具夾口處斷裂。

 

結(jié)語(yǔ)

在硫化橡膠的拉伸試驗(yàn)中，從硫化前制樣、試片的停放、以及試片的裁切、到最后的試片的拉伸等多方面的因素都會(huì)對(duì)測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生非常顯著的影響，為獲得準(zhǔn)確的測(cè)試結(jié)果，在試驗(yàn)過(guò)程中，必須對(duì)這些因素進(jìn)行嚴(yán)格的控制，嚴(yán)格執(zhí)行GB/T 528的標(biāo)準(zhǔn)，每一步都需要按照規(guī)程進(jìn)行，避免產(chǎn)生不必要的試驗(yàn)誤差，減少影響檢測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的因素，保證最后檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性、可靠性。