硫化胶综合物理机械性能的测试.

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1、高 分 子 科 学 与 工 程 学 院 College of Polymer Science and Engineering 硫化胶综合物理机械性能的测试 主讲人 孙洪广 高分子科学与工程学院 College of Polymer Science and Engineering 橡胶的性能 n橡胶的性能可以分为两类：未硫化胶的性能即加工性 能和硫化胶的性能即使用性能。 n加工性能：门尼粘度、门尼焦烧、硫化特性； n使用性能：综合物理机械性能 粘弹性能 老化性能（疲劳、热氧、臭氧、天候) 耐磨性 阻燃性 耐低温性能 高分子科学与工程学院 College of Polymer Science an

2、d Engineering 综合物理机械性能 n拉伸强度 n撕裂强度 n硬 度 n回弹性 高分子科学与工程学院 College of Polymer Science and Engineering 拉伸强度 1、掌握拉伸试样的制备、拉伸性能的测试内容、 测试原理 2、了解电子拉力机的结构 3、熟悉电子拉力试验机的工作原理、操作过程 4、掌握实验结果的分析 5、掌握影响拉伸性能的因素 一实验目的 高分子科学与工程学院 College of Polymer Science and Engineering 二实验设备 n拉力试验机，目 前多采用电子拉力 试验机 n可进行拉伸、压 缩、弯曲、剪切、 剥

3、离和撕裂等力学 性能试验。 n附加控温装置可 进行高低温条件下 的力学性能试验。 高分子科学与工程学院 College of Polymer Science and Engineering n硫化胶试片在室温停放6小时后，选用标准裁刀裁切出 哑铃形试样； n裁切方向应与拉伸受力方向和压延方向一致； n在试样中部印色两条平行标线，与试样中心应等距； n用厚度计测量试样标距内的厚度。 三试样制备 高分子科学与工程学院 College of Polymer Science and Engineering 四、试验步骤 1.将试样夹于夹持器上，开动机器拉伸试样，拉伸速度为 500mm/min，并用标尺

4、跟踪试样的工作标线。 2.根据试验要求，记录试样被拉伸到规定伸长率时负荷、 扯断时负荷及扯断伸长率。电子拉力机自动记录负荷伸 长率曲线，试验结果由该曲线给出。 3.测定永久变形，将断裂后的试样放置3分钟，再把断裂的 两部分吻合在一起。用精度为0.5mm的量具测量试样的标 距，并计算永久变形值。 高分子科学与工程学院 College of Polymer Science and Engineering n电子拉力机自动记录负荷伸长率曲线 高分子科学与工程学院 College of Polymer Science and Engineering 五、试验数据处理 式中： 定伸应力或拉伸强度，MPa

5、； F试样所受的作用力，N； b试样工作部分宽度，mm； d试样工作部分厚度，mm。 拉伸强度(tensile strength): 试样拉伸至断裂时单位截面 所承受的最大应力， MPa 抗拉伸破坏性 定伸应力(modulus)： 试样被拉伸至一定长度时单位 截面所承受的应力， MPa 抵抗外力变形能力 高分子科学与工程学院 College of Polymer Science and Engineering n断裂伸长率 (elongation at break)： 试样拉断时，伸长部分与原始长度之比，% 最大变形量 式中：扯断伸长率，%； L1试样扯断时的标距，mm； L0试样初始标距，m

6、m。 高分子科学与工程学院 College of Polymer Science and Engineering H扯断永久变形，%； L2试样扯断后停放3分钟后对起 来的标距，mm； L0试样初始标距，mm。 n永久变形 (permanent set )： 试样拉断时，不可恢复部分与原始 长度之比，% 塑性变形 高分子科学与工程学院 College of Polymer Science and Engineering u拉伸性能试验中所需的试样数量应不少于3个，但 是对于一些鉴定、评比、仲裁等试验中的试样数量 应不少于5个，取全部数据中的中位数。试验数据 按数值递增的顺序排列，试验数据如为奇

7、数，取其 中间数值为中位数，若试验数据为偶数，取其中间 的两个数值的算术平均值为中位数。 注意问题 高分子科学与工程学院 College of Polymer Science and Engineering 六、试验影响因素 1.试验温度的影响：一般来说，随室温升高，拉伸强度、定伸应力降低，而 扯断伸长率则提高。GB2941标准规定试验温度为232。 2.试样宽度的影响：不同规格的试样所得试验结果没有可比性。同一种试样 的工作部分越宽，其拉伸强度和扯断伸长率都有所降低。 3.试样厚度的影响“标准规定厚度为2.00.3mm。随着试样厚度的增加，其拉 伸强度和扯断伸长率都降低。 4.拉伸速度的影响

8、：标准规定拉伸速度为500mm/min。拉伸速度越快，拉伸 强度越高。 5.试样停放时间的影响：GB2941标准规定，停放时间不能小于16小时，最 多不得超过15天。 6.压延方向与试样夹持状态：GB528标准规定，片状试样在拉伸时，其受力 方向应与压延、压出方向一致，否则其试验结果会显著降低。 高分子科学与工程学院 College of Polymer Science and Engineering 撕裂强度 1、了解撕裂试样种类，掌握撕裂试样的制备 2、熟悉测试撕裂强度的设备及其工作原理 3、掌握实验结果的分析 4、掌握影响撕裂强度的因素 一、实验目的 高分子科学与工程学院 College

9、 of Polymer Science and Engineering 二、试样种类形状 高分子科学与工程学院 College of Polymer Science and Engineering 无割口直角形 高分子科学与工程学院 College of Polymer Science and Engineering 三、试样的制备 1、试样的裁取 圆弧型和直角型试样均用裁刀裁取。裁刀刃口应保持锋利 ，不应出现缺口或卷刃等现象。裁取试样时，裁刀撕裂角 等分线的方向应与胶料压延、压出方向一致，即试样的长 度方向应与压延、压出方向垂直。 2、试样割口方法 圆弧形试样试验前应于圆弧凹边的中心处割口。

10、割口深度 为0.500.05mm。可采用特制的割口器进行割口。 u国家标准GB529和GB530对试样的裁取和圆弧型试样割 口方法均有规定。 高分子科学与工程学院 College of Polymer Science and Engineering 四、实验方法 1、试样条件：试验应在标准试验室温度232下进行。试 验前在标准环境下停放应不少于30分钟。 2、厚度测量：2.00.3mm。 3、测试步骤 （1）硫化后的试片应在标准室温下停放（不少于6小时， 不超过15天）。 （2）采取试样，注意压延方向。 （3）将试样垂直夹于夹持器中，调好拉伸速度（ 500mm/min），开动试验机，即可对试样

11、施加一个逐渐 增加的牵引力，直至试样被撕断后停机。 高分子科学与工程学院 College of Polymer Science and Engineering 五、试验结果处理 u撕裂强度(tear strength)： u试样撕裂时，单位厚度所承受 的负荷，kN/m u 抗撕裂性、抗裂口增长 式中 Fsz直角型试样撕裂强度，kN/m(kgf/cm)； F撕裂试样的最大作用力，N(kgf)； d试样厚度，mm。 u每个样品至少需要五个试样。试样结果以测量结果的 算术平均值表示。 高分子科学与工程学院 College of Polymer Science and Engineering 六、结果

12、的影响因素 1.试样形状：试样形状对试验结果有显著影响。直角型试样的 撕裂强度较小，而圆弧型试样的撕裂强度较高。 2.试验温度：橡胶的撕裂性能对试验温度比较敏感。一般来说 ，撕裂强度随试验温度的升高而降低。 3.撕裂速度：高速撕裂时，撕裂表现出刚体的脆性破坏，而慢 速撕裂时，则表现出弹性破坏。在试验方法规定的速度下 ，撕裂破坏属于后者。拉伸速度增大，撕裂强度降低。 4.试样厚度：试样厚度对撕裂强度有一定影响，但影响不大。 5.分子的取向：横向的撕裂强度大于纵向。 高分子科学与工程学院 College of Polymer Science and Engineering 硬 度 1、了解硬度计的

13、种类 2、熟悉邵尔型硬度计的工作原理 3、掌握测硬度试样的制备方法及测试步骤 4、掌握硬度数据的处理 5、掌握影响硬度的因素 一、实验目的 高分子科学与工程学院 College of Polymer Science and Engineering 二、实验仪器 n邵尔硬度是目前国际上应 用比较广泛的一种硬度。 这种硬度一般分为A、C、 D等几种型号。 n邵尔A型为测量软质橡胶， C型测量半硬质橡胶，D型 是测量硬质橡胶硬度。 高分子科学与工程学院 College of Polymer Science and Engineering 三、实验原理 n用1公斤外力把硬度计的压针，以弹簧的压力压入试

14、样表 面的深浅来表示其硬度。橡胶受压将产生反抗其压入的反 力，直到弹簧的压力与反力相平衡，橡胶越硬，反抗压针 压入的力量越大，使压针压入使样表面深度越浅，而弹簧 受压越大，金属轴上移越多，故指示的硬度值越大，反之 则相反。 n硬度 (hardness)： 抵抗外力压入的 能力，邵A 高分子科学与工程学院 College of Polymer Science and Engineering 四、试 样 n厚度不小于6mm，宽度不小于15mm，长度不 小于35mm，如试样厚度低于6mm时，可用同 样胶片量迭起来（不得超过四层）测试。 n试样表面硬光滑、平整、不应有缺胶、机械损 伤及杂质等。 n试样

15、必须有足够的面积，使压针和试样接触位 置边缘至少12mm。 高分子科学与工程学院 College of Polymer Science and Engineering 五、试验步骤 n试验前检查试样，如表面杂质需用纱布沾酒精擦净。观 察硬度计指针是否指于零点，并检查压针压于玻璃面上 是否指100。 n将试样置于硬度计玻璃面上，在试样缓慢地受到负荷后 1秒内读数。 n试样上的每一点只准测量一次硬度，点与点间距离不少 于10mm。 n每个试样的测量点不少于3个，取其中值为试验结果。 按GB531标准进行 高分子科学与工程学院 College of Polymer Science and Engineering 六、试验的影响因素 1.温度的影响：当温高时，硬度值降低。 2.试样厚度的影响：试样低于要求的厚度，硬度计压杆则会 受到承托试样用玻璃片的影响，使硬度值增大。 3.读数时间的影响：压针与试样受压后立即读数与指针稳定 后再读数，所得结果相差很大，前者高，后者偏低，二 者之差可达57度。 4.压针长度对试验结果的影响：在标准中规定邵尔A型硬度 计的压针露出加压面的高度为 。