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影响橡胶低温脆性的主要因素

更新时间:2022-11-24      点击次数:393
   影响橡胶脆性温度试验结果的因素很多,除橡胶自身组成外,其内部缺陷、分子结构、支链结构等因素直接影响橡胶材料的脆性温度。测量同一橡胶材料的脆性温度时,试验设备、试验环境、试样制备与处理、试样厚度、试验中的冲击位置与时间、试样保持力大小等因素均会影响该材料脆性温度的试验结果。

低温脆性试验机

  影响橡胶低温脆性的主要因素
  1、样品厚度
  标准试样的厚度为(00.3)mm,上下差为0.6mm,如果试验时选择的试样厚度相差较大,会影响试验结果。130胶料试样的试验结果如图3所示。当试样厚度较大时,试样脆性温度的测量结果较低,当试样厚度处于下差和上差时,测量的脆性温度相差约2。橡胶材料冷冻后,其分子链在低温下冻结,外力的快速冲击使橡胶试样向冲击方向弯曲。此时,橡胶试样越厚,其外层的应变越大,测量试样越容易产生细小的裂纹或直接断裂。因此,随着测量样品厚度的增加,测量的脆性温度值也将上升。
  2、冲击时间
  相关标准要求,支架从低温瓶中提起试样后,试样必须在0.5s内进行冲击试验。间隔越长,试料温度和冷冻介质的差越大(由于室温的影响,试料温度上升),也就是说受到冲击时的实际温度和冷冻介质所示的温度不同,结果脆性温度降低。常用的制冷剂为无水乙醇和干冰,本试验采用无水乙醇,制冷时温度波动范围为℃。低温脆性试验机的冲击器采用气压控制,在试样从低温瓶中提起后会立即自动施加冲击,因此冲击时间无法延长进行比较。研究表明,样品提交后不久的冲击与提交后1s的冲击相比,脆性温度偏差值为5~16℃。由此可知,脆性温度受冲击时间的影响较大。
  3、试样冲击位置
  按照相关标准,试样上受冲击的位置与卡盘的距离为(11.00.5)mm。离刀柄底边的距离越大,脆性温度越低,反之温度越高。这是因为,试料与卡盘底边相接的点所承受的冲击力矩的应力不同。
  4、夹紧力
  卡盘夹紧力的大小会影响冲击时试样的变形量,也就是试样的脆性温度。其中,人为操作的影响较大,如果夹板过紧,可能会对试样表面造成划痕,导致测试结果变高,相反测试结果变低。试样夹持过松时容易脱落,导致无效试验。试料的脆性温度和夹持力的关系如图5所示。
  其实,整个测试过程都是在测试人员的控制下操作的,所以人为因素对测试结果有很大的影响。即使由细心且测试经验丰富的测试人员进行测试,每次的测试结果也有可能不一致。人为因素包括橡胶制样和取样过程、样品预处理、具体试验过程和数据处理等。因此,在试验过程中,必须严格按照标准要求和操作规范执行,尽量严格准确。
  5、搅拌
  硫化胶脆性温度测试结果的影响因素有样品厚度、设备冲击时间和冲击器冲击位置等很多。目前广泛使用的硫化橡胶的脆性温度(单一试样法)试验设备大多具备搅拌装置,但即使执行《硫化橡胶低温脆性的测定单试样法》(GB/t1682-2014),也没有明确表示在试样被冷冻槽冷冻时是否需要搅拌冷冻槽中的冷冻介质其次,研究了试样冷冻过程中冷冻介质的搅拌对橡胶脆性温度测量结果的影响。
  本次试验分别测定了3种不同生产批次相同胶料的冷冻介质不搅拌、慢搅拌、快搅拌3种情况下的脆性温度,快速搅拌测得三批同类混炼胶脆性温度最高,其次缓慢搅拌,Z低的不搅拌。说明冷冻过程中冷冻介质的搅拌对胶料脆性温度的测定结果有一定的影响。
  在其它试验条件不变的情况下,通过试验比较发现,搅拌对胶料的脆性温度试验结果有一定的影响,冷冻过程中,搅拌冷冻介质会使所测橡胶的脆性温度上升,快速搅拌时上升幅度明显大于缓慢搅拌。因此,测量试样脆性温度(单一试样法)时,试样在冷冻过程中请勿启动搅拌器搅拌冷冻介质。这样可以保证测量值更接近材料的真实脆性温度值。
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