橡膠制品測(cè)試方法

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 硬度的測(cè)量 

硬度是橡膠技術(shù)中的重要參數(shù)之一.德國Freudenberg Process Seals機(jī)構(gòu)對(duì)所有彈性體材料的標(biāo)準(zhǔn)硬度進(jìn)行了明確定義,(例如70EPDM 291).目前雖然有很多不同的標(biāo)準(zhǔn)方法來測(cè)量硬度.但總是來測(cè)量一個(gè)固定的檢測(cè)器在一定的力量下能擠入膠體的深度. 

根據(jù)DIN 53505測(cè)量邵氏A硬度 

這個(gè)方法是Albert F. Shore在20年代發(fā)明的,是目前測(cè)量彈性膠體最普遍應(yīng)用的方法. 

檢測(cè)器的面必須是平整的平行面.測(cè)試的數(shù)字要在停留3秒鐘后讀取.因此邵氏A的測(cè)量基本是用在材料研發(fā)和配方原料的放行.對(duì)有形材料來說,只能是在它有足夠的厚度和平整平面的前提下才能用此方法.邵氏A適合10到90的硬度測(cè)量.超過90的硬度必須用邵氏D測(cè)量方法.它不適用于彈性膠體的硬度測(cè)量.  

測(cè)試儀器

硬度測(cè)試儀器 

-硬度測(cè)試儀器必須符合下列要求,必須標(biāo)明邵氏A硬度或者邵氏D硬度測(cè)試儀,還要標(biāo)明生產(chǎn)廠家標(biāo)識(shí)和生產(chǎn)編號(hào). 

-刻度劃分值必須有硬度單位而且刻度的間距必須≥1mm. 

-擠壓體的形狀和尺寸,以及支架表面必須符合圖1. 

-測(cè)試儀的彈性值是通過給擠壓體加力來計(jì)算出的,這些力由重物產(chǎn)生. 

彈性的理論值在表1中列出,取舍到5mN. 

-邵氏A和邵氏D的硬度測(cè)試儀容許有±1的公差.內(nèi)部使用的儀器要由使用者經(jīng)常監(jiān)控.用在檢測(cè)有約束性的數(shù)據(jù)(例如驗(yàn)收檢測(cè)等)時(shí),測(cè)試儀必須根據(jù)DIN51220每年由官方檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)一次. 

測(cè)體

形狀:

測(cè)試面積的直徑必須≥35mm,必須是光滑的,平整的.測(cè)試邵氏A硬度時(shí)測(cè)體表面必須涂上滑石粉.測(cè)體的厚度必須≥6mm 

體積改變的測(cè)量 

液體和氣體這些介質(zhì)會(huì)以不同的方式對(duì)彈性膠體發(fā)生影響.這里人們區(qū)分化學(xué)介質(zhì)和物理介質(zhì).化學(xué)介質(zhì)會(huì)和彈性膠體發(fā)生反應(yīng),并能不可逆轉(zhuǎn)地改變它的性質(zhì),例如在成分鏈中分離鏈接點(diǎn)(=失去彈性)或者通過形成更多的鏈接點(diǎn)(=材料變硬).有些介質(zhì)也會(huì)攻擊彈性膠體的分子鏈并摧毀它.物理上活性介質(zhì)可以導(dǎo)致兩種過程同時(shí)發(fā)生: 

a. 通過彈性膠體吸收介質(zhì)

b. 從彈性膠體中分離可溶解的混合體組成部分(例如軟化劑). 

這個(gè)過程可以通過檢測(cè)體積的改變來確定,如果a大于b就是膨脹,或者如果b大于a就是萎縮. 

膨脹過程一般是不可逆轉(zhuǎn)的. 

體積改變的程度受以下因素的制約:

-介質(zhì)的種類

-彈性膠體的構(gòu)造

-溫度

-厚度

-膠體的張弛狀態(tài)(在張弛狀態(tài)中影響較大,在壓縮狀態(tài)中影響較小) 

因?yàn)閺椥阅z體的網(wǎng)狀分子結(jié)構(gòu),膨脹受到限制, 即它們達(dá)到一定的邊緣值后就不會(huì)再變化了. 

擠壓的痕跡 

壓痕是評(píng)估彈性膠體在長時(shí)間不斷的擠壓作用后回彈的標(biāo)準(zhǔn). 

彈性膠體的擠壓痕跡 

根據(jù)DIN 53 517 或者DIN ISO 815 或者ASTM D 395, 在不斷擠壓作用下來測(cè)量擠壓變形后的痕跡.它體現(xiàn)了被測(cè)試材料的變形部分.對(duì)彈性膠體有很多測(cè)試方法,例如抗拉強(qiáng)度可以說明材料的質(zhì)量和特性.擠壓痕跡是材料在使用前要注意的一個(gè)重要因素.特別是用于密封或者墊板時(shí),壓痕是一個(gè)重要的參數(shù). 

測(cè)量方法 

為確定這個(gè)參數(shù),用一個(gè)圓柱形的檢測(cè)器擠壓25%,在一定的溫度下置放一定的時(shí)間.擠壓痕跡測(cè)試的溫度和介質(zhì)(多數(shù)為空氣,但有時(shí)是油和其它液體)取決于被測(cè)量的材料,取決于它的用途及結(jié)構(gòu)(例如對(duì)EPDM剖面要求在70度下放置24小時(shí)).擠壓結(jié)束后30分鐘在室溫下再次測(cè)量高度,從中測(cè)出壓痕. 

壓痕是0%意味著被測(cè)體又完全達(dá)到了原始的厚度(現(xiàn)實(shí)中是不可能的),壓痕是100%意味著物體在試驗(yàn)過程中完全變形,沒有任何回彈性. 

計(jì)算公式為: 壓痕(%)=(L0-L2)/(L0-L1)x100% 

壓痕=%表示擠壓后的痕跡

L0=測(cè)量前的高度

L1=測(cè)量中的高度

L2=測(cè)量后的高度

現(xiàn)實(shí)意義

例如一個(gè)法蘭密封圈在安裝過程中被擠壓到一定的厚度,在法蘭表面上產(chǎn)生壓力.隨著時(shí)間的推移壓力減弱,因?yàn)槟z體變形.如果變形部分太大,那么壓力和密封作用會(huì)減弱,會(huì)出現(xiàn)漏氣,平面膠體在長時(shí)間使用的溫度下,壓痕值不能大于40%.

要注意的是:

壓痕的數(shù)值必須在下列參數(shù)一致的情況下才能進(jìn)行比較: 

-擠壓(通常擠壓25%)

-擠壓時(shí)間(通常為24小時(shí)或者72小時(shí))

-擠壓過程中的溫度(取決于被檢測(cè)的膠體)

-介質(zhì),在什么介質(zhì)中檢測(cè)(通常為空氣)

-檢測(cè)器的形狀 

抗拉強(qiáng)度試驗(yàn) 

每個(gè)抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)都是要測(cè)出以下三個(gè)數(shù)值: 

拉撕強(qiáng)度(sR)是拉撕瞬間所達(dá)到的力(FR)除以檢測(cè)開始前測(cè)體的初始截面(AO): sR=FR/AO(N/mm²) 

張力值(sx)的定義是為一定的拉伸(ex)(通常為100%)而所需的力(Fx),除以初始截面(AO): Sx=Fx/AO(N/mm²) 

斷裂拉伸(eR)是斷裂瞬間達(dá)到的長度(LR-R0)和初始長度(L0)之間的百分比關(guān)系:

eR=『(LR-L0)/L0』*100(%)

注意:

Freudenberg Process Seals機(jī)構(gòu)的資料對(duì)所有材料的拉撕強(qiáng)度,100%張力和撕裂拉伸這三種參數(shù)都進(jìn)行了明確的規(guī)定.這些參數(shù)會(huì)受到硫化程度,配方比例,填充劑(炭黑,軟化劑,防老化劑等等),倉儲(chǔ)條件和老化的影響.