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硫化橡胶拉伸性能检测及影响因素

硫化橡胶拉伸性能检测及影响因素
2022.09.05
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作者:中钢国检
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橡胶材料在生产、生活各个领域的运用越来越广泛。近几年来,橡胶行业得到不少发展,已有细分行业稳中有升,新生橡胶细分行业则飞速发展,试验工作也随之越来越多,对试验的要求也越来越高。

 

其中拉伸性能作为评判胶料优劣的一个广泛有效且最重要的项目,就成为了考察橡胶质量好坏的一项重要指标。通过简单的拉伸试验可评估橡胶其它的力学性能,可依次评定产品的达标情况和硫化情况,对橡胶的生产工艺进行控制和调整。

 

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因此,对影响硫化橡胶拉伸性能试验结果的主要因素及其原因进行分析,进而正确地试验,获得可信的数据,对橡胶制品的设计、生产有着重要的指导意义。

 

试验项目

拉伸性能中最重要的检测项目为拉伸强度和断裂伸长率。

 

试验原理

硫化橡胶拉伸性能试验是指在标准实验室温度下,将I型哑铃型试样夹持到电子拉力机夹具上,然后电子拉力机以恒定的速度对该试样进行拉伸,直至试样的试验部位断裂,最后记录试样断裂时拉伸强度和断裂伸长率数据。

 

影响因素

影响胶料拉伸性能的检测因素有很多,一是开炼机拉伸试片制样过程;二是硫化后的试片停放时间;三是试样的条件,如厚度、温度等。

 

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1、 拉伸试片制样

拉伸试片硫化前,需将混炼胶重新过辊出胶片,将厚度出成适合硫化试片的厚度。过辊过程可使混炼胶中配合剂分散均匀,分散越均匀的胶片检测数据的稳定性就好,而薄通可以让胶片更加均匀,从而检测结果的均匀性也会得到显著提高。

 

2、 胶料停放时间

硫化后的胶片必须按照规定进行停放调节后方可进行检测,GB/T2941中规定停放时的为标准温度23℃±2℃,停放时间不得小于16h,例如桥梁支座,可能需要停放16h以上。非成品试验,试样形成与试验之间的最长时间间隔是4周。经过调节后的胶片,减少了环境因素对试验结果的影响,能够保证测试结果的准确性。

 

3、试样的条件

(1)试验的温度

温度对硫化橡胶拉伸试片的拉伸性能有较大影响,GB/T2941中规定标准实验室温度为23℃±2℃。在不同的温度条件下的试验结果均有差异,一般橡胶的拉伸强度是随着温度的增加而逐渐下降的,断裂伸长率会逐渐增加。

 

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(2)试样的厚度

硫化橡胶在进行拉伸试验时,厚度应按照GB/T528中规定2.0±0.2mm执行。因为随着厚度的增加,试样工作面积增加,这样胶料中存在的缺陷机率就会增大,拉伸时工作面积的受力也会不均匀;厚度越厚的试样在用裁刀裁切哑铃型试片时试样会产生形变,工作面积发生变化,会出现提前断裂,不能真实反映胶料的拉伸性能。

 

(3)试样的裁切

裁刀刀刃不能有损伤,并且是计量合格的。裁刀刀刃在经过多次裁切后,刀刃都会有损伤,会造成试样的裁切面存在缺陷,在进行拉伸时,试片会在缺陷处提前断裂,从而导致试样的拉伸强度和伸长率的降低。

 

裁切试样时,用力要均匀,可以以中性肥皂水润湿,试样需一次裁切成功,若一次未裁下来,应丢弃,不能重复裁切。

 

(4)试样的夹持状态

在用电子拉力机进行拉伸试验时,试样应夹持在夹具中间,并保持垂直状态,保证试样的工作部分受力均匀,如若出现工作面积弯曲或者试样不垂直,在拉伸时试样的试验部位会受力不均,导致试片提前断裂,影响检测结果准确性。

 

(5)压延方向的影响

橡胶硫化之前会经过开炼机进行制样,胶料通过辊距时,线性大分子链会沿压延方向被拉伸和取向,因此会产生压延效应,在进行拉伸试验时,裁片时应注意压延方向,GB/T528中规定,哑铃状试样要平行于材料的压延方向裁切。由于胶料混炼过程中的压延效应,平行于压延方向的拉伸强度比垂直于压延方向的拉伸强度高。

 

(6)拉伸速度的影响

硫化橡胶在拉伸试验时,GB/T528规定拉伸速度可以为100mm/min、200mm/min、500mm/min。试样容易在夹具高速移动下产生脆性断裂,所以拉伸速度越快,拉伸强度越高,伸长率越低。

 

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(7)试样断裂部位

拉伸试样在断裂时,应在试样的狭窄部位断裂,如果试样在狭窄部位以外断裂,应舍弃这个实验数据,重新进行试验。

 

试样未在狭窄部位断裂的原因有可能是试样断裂部分,本身会存在一些缺陷,表面无法识别,导致试片不能在试验部位断裂;也有可能是胶料硬度过低、夹具压力过大,导致试片从电子拉力机夹具夹口处断裂。

 

结语

在硫化橡胶的拉伸试验中,从硫化前制样、试片的停放、以及试片的裁切、到最后的试片的拉伸等多方面的因素都会对测试结果产生非常显著的影响,为获得准确的测试结果,在试验过程中,必须对这些因素进行严格的控制,严格执行GB/T 528的标准,每一步都需要按照规程进行,避免产生不必要的试验误差,减少影响检测数据准确性的因素,保证最后检测结果的准确性、可靠性。

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