橡膠硬度估算及調整方法

【橡膠技術網 - 配方設計】

　　配方設計與橡膠硬度的關系

　　·生膠品種

　　·硫化體系

　　·補強填充劑

　　·軟化增塑劑

　　邵爾A型硬度測定中的影響因素

　　1.試樣厚度的影響

　　邵爾A型硬度值是由壓針壓入試樣的深度來測定的，因此試樣厚度直接影響試驗結果。試樣受到壓力厚產生變形，受到壓力的部位變薄，硬度值增大。所以，試樣厚度小硬度值達，試樣厚度大硬度值小。

　　2.壓針長度對試驗結果的影響

 　　標準中規定邵爾A硬度計的壓針露出加壓面的高度為2.5mm,在自由狀態時指針應指零點。當壓針在平滑的金屬板或玻璃上時，儀器指針應指100度，如果指示大于或小于100度時，說明壓針露出高度大于或小于2.5mm或小于2.5mm,這種情況下應停止使用，進行校正。當壓針露出高度大于2.5mm時測得的硬度值偏高。

　　3.壓針端部形狀對試驗結果的影響

　　邵爾A型硬度計的壓針端部在長期作用下，造成磨損，使其幾何尺寸改變，影響試驗結果，磨損后的端部直徑變大所測得結果也大，這是因為其單位面積的壓強不同所致。直徑大則壓強小所測得硬度值偏大，反之偏小。

　　4.溫度對試驗結果的影響

　　橡膠為高分子材料，其硬度值隨環境的變化而變化，溫度高則硬度值降低。膠料不同其影響程度不同，如結晶速度慢的天然橡膠，溫度對其影響小些，而氯丁橡膠、丁苯橡膠等則影響顯著。

　　5.讀數時間的影響

　　邵爾A型硬度計在測量時讀數時間對試驗結果影響很大。壓針與試樣受壓后立即讀數與指針穩定后再讀數，所得的結果相差很大，前者高，后者偏低，二者之差可達5至7度左右，尤其再合成橡膠測試中較為顯著，這主要使膠料在受壓后產生蠕變所致。所以當試樣受壓后應立即讀取數據。

　　橡膠膠料硬度調整方法

　　1. 用填料量調整

　　以膠料中填料增減來調整硬度。高硬度的膠料其含膠率相對地低，高填料的未硫化膠不但膠料的自粘性差，操作困難且硫化膠的滯后性大，不能滿足使用要求。

　　2. 用硫磺量調整

　　根據膠料中硫磺的多少調整硬度。膠料的硬度隨著硫磺含量的增加而提高，此法在生產中易于掌握，含膠量較穩定，膠料的粘性好，便于操作，成品又能具有適宜的彈性。其缺點是耐熱性差。

　　3. 用增塑劑量調整

　　在低于60度（邵爾A）硬度的膠料中，由于硫磺含量已屬很低，要求具有更低的硬度則上述兩種方法已不起作用，則可采用增減膠料中增塑劑的用量來獲得所需要的低硬度。
 

各種橡膠的基本硬度

NR、低溫SBR、CIIR 40

充油（25phr） 

SBR 31

高溫SBR 37

充油（37.5phr）

SBR 26

IIR 35

NBR、CR、CSM 44

丙烯腈含量40%以上的NBR 46
 

在上述基礎膠料中，每增加1份填充劑或軟化劑，其硬度值的變化如下：

FEF、HAF、EPC +0.5

ISAF +2.5

SAF、氣相法白碳黑 +2.5

SRF +0.33

含水二氧化硅類 +0.4

熱裂法碳黑或硬質陶土 +0.25

碳酸鈣 +0.167

表面處理的碳酸鈣 +0.142

礦質橡膠 -0.2

脂類增塑劑 -0.67

脂肪族油或環烷油 -0.5

芳烴油 -0.588

橡膠硬度的估算方法： 

估算硬度=橡膠基礎硬度+填料（或軟化劑）用量×硬度變化值。