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橡胶的拉伸性能及测试标准

浏览次数:511(2019-03-27)

一、橡胶的拉伸性能

任何橡胶制品都是在一定外力条件下使用,因而要求橡胶应有一定的物理机械性能, 而性能中最为明显为拉伸性能,在进行成品质量检查,设计胶料配方,确定工艺条件,及比较橡胶耐老化,耐介质性能时,一般均需通过拉伸性能予以鉴定,因此,拉伸性能则为橡胶重要常规项目之一。

二、拉伸性能相关检测项目

1、定伸应力 Se(tensile stress at a given elongation)

定伸应力的定义是使试样拉伸达到给定长度所需施加的单位截面积上的负荷量。是橡胶材料等的一项指标。常见定伸应力有100%、200%、300%、500%定伸应力。如使截面积1平方厘米的试样拉长1倍需要490N(50公斤力)的负荷,则其100%定伸应力是490Pa(50公斤力/c㎡)。

影响定伸应力的因素

1)分子量越大,定伸应力越大。

2)分子量分布窄的,定伸应力和硬度下降。

3)分子间作用力大,定伸应力高。

4)定伸应力和硬度随交联密度的增加而增大。传统硫化体系可获较高的定伸应力及硬度。

5)定伸应力和硬度随填料粒径的减小而增大,随结构度和表面活性的增大而增大,随填料用量的增大而增大。

6)定伸应力和硬度随软化剂用量的增加而降低。

7)橡塑共混可提高定伸应力和硬度,如NR/PE、HS共混,NBR/PVC共混,EPDM/PP共混。

2、拉伸强度 TS(tensile strength)

试样拉伸至扯断时的最大拉伸应力。过去曾称为扯断强度和抗张强度。

影响拉伸强度的因素

1)分子量小的橡胶拉伸强度随分子量的增大而增大。一般分子量在30-35万之间的橡胶拉伸强度最佳。

2)分子量分布窄的拉伸强度较高。

3)主链上有极性取代基时,拉伸强度随分子间的作用力增加而增加。如丁腈橡胶中,丙烯腈含量增加拉伸强增加。

4)随橡胶结晶度的提高拉伸强度增加。如NR、CR、CSM、IIR有较高的拉伸强度。

5)橡胶分子链取向后,平行方向的拉伸强度增加,垂直方向的拉伸强度下降。

6)拉伸强度随交联键能的增加而减小,随交联密度的增加而出现峰值。交联键类型与拉伸强度关系按下列顺序递减:离子键——多硫键——双硫键——单硫键——碳碳键

7)炭黑粒子小的而结构性低(如低结构的高耐磨)、表面含氧基团多的(如槽黑)其拉伸强度、撕裂强度、伸长率高。

8)填料的粒子小,表面积大,表面活性大,则补强效果好。至于结构性与拉伸强度的关系说法不一,结晶橡胶的结构性高的对拉伸强度反而不利,但对非结晶橡胶则相反。软质橡胶的炭黑用量一般在40-60份之间。

9)软化剂用量超出5份时,就会使硫化胶的拉伸强度降低。

10)提高拉伸强度的其它方法。如NR/PE、HS共混,NBR/PVC共混,EPDM/PP共混等。

3、拉伸应力 S(tensile stress)

试样在拉伸时产生的应力,其值为所施加的力与试样的初始横截面积之比。

4、伸长率 E(elongation percent)

由于拉伸试样所引起的工作部分的形变,其值为伸长的增量与初始长度百分之比。

5、定应力伸长率 Eg(elongation at a given stress)

试样在给定应力下的伸长率。

6、扯断伸长率Eb(elongation at break)

试样在扯断时的伸长率。

7、扯断永久变形 (tensile set at break)

将试样伸至断裂,再受其在自出状态下,恢复一定的时间(3min)后剩余的变形,其值为工作部分伸长的增量与初始长度百分之比。

8、断裂拉伸强度 TSb(tensile strength at break)

拉伸试样在断裂时的拉伸应力。如果在屈服点以后,试样继续伸长并伴随着应力下降,为时 TS 和 TSb 的值是不相同,TSb 值小于 TS。

9、屈服点拉伸应力 Sy(tensile stress at yield)

应力应变曲线上出现应变进一步增加而应力不增加的第一个点对应的应力。

10屈服点伸长率 Ey(elongation at yield)

应力应变曲线上出现应变进一步增加而应力不增加的第一个点对应的应变(伸长率)。

二、橡胶的拉伸性能相关检测标准

硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定GB/T528-2009

硫化橡胶、热塑橡胶和热塑合成橡胶拉伸试验方法ASTM D412-06a

硫化橡胶和热塑性塑料.拉伸应力-应变特性的测定ISO 37-2005  cor.1:2008

硫化或热塑性橡胶.拉抻应力应变特性的测定JIS K 6251-2004