橡膠制品測試方法

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 硬度的測量 

硬度是橡膠技術中的重要參數之一.德國Freudenberg Process Seals機構對所有彈性體材料的標準硬度進行了明確定義,(例如70EPDM 291).目前雖然有很多不同的標準方法來測量硬度.但總是來測量一個固定的檢測器在一定的力量下能擠入膠體的深度. 

根據DIN 53505測量邵氏A硬度 

這個方法是Albert F. Shore在20年代發明的,是目前測量彈性膠體最普遍應用的方法. 

檢測器的面必須是平整的平行面.測試的數字要在停留3秒鐘后讀取.因此邵氏A的測量基本是用在材料研發和配方原料的放行.對有形材料來說,只能是在它有足夠的厚度和平整平面的前提下才能用此方法.邵氏A適合10到90的硬度測量.超過90的硬度必須用邵氏D測量方法.它不適用于彈性膠體的硬度測量.  

測試儀器

硬度測試儀器 

-硬度測試儀器必須符合下列要求,必須標明邵氏A硬度或者邵氏D硬度測試儀,還要標明生產廠家標識和生產編號. 

-刻度劃分值必須有硬度單位而且刻度的間距必須≥1mm. 

-擠壓體的形狀和尺寸,以及支架表面必須符合圖1. 

-測試儀的彈性值是通過給擠壓體加力來計算出的,這些力由重物產生. 

彈性的理論值在表1中列出,取舍到5mN. 

-邵氏A和邵氏D的硬度測試儀容許有±1的公差.內部使用的儀器要由使用者經常監控.用在檢測有約束性的數據(例如驗收檢測等)時,測試儀必須根據DIN51220每年由官方檢測機構檢測一次. 

測體

形狀:

測試面積的直徑必須≥35mm,必須是光滑的,平整的.測試邵氏A硬度時測體表面必須涂上滑石粉.測體的厚度必須≥6mm 

體積改變的測量 

液體和氣體這些介質會以不同的方式對彈性膠體發生影響.這里人們區分化學介質和物理介質.化學介質會和彈性膠體發生反應,并能不可逆轉地改變它的性質,例如在成分鏈中分離鏈接點(=失去彈性)或者通過形成更多的鏈接點(=材料變硬).有些介質也會攻擊彈性膠體的分子鏈并摧毀它.物理上活性介質可以導致兩種過程同時發生: 

a. 通過彈性膠體吸收介質

b. 從彈性膠體中分離可溶解的混合體組成部分(例如軟化劑). 

這個過程可以通過檢測體積的改變來確定,如果a大于b就是膨脹,或者如果b大于a就是萎縮. 

膨脹過程一般是不可逆轉的. 

體積改變的程度受以下因素的制約:

-介質的種類

-彈性膠體的構造

-溫度

-厚度

-膠體的張弛狀態(在張弛狀態中影響較大,在壓縮狀態中影響較小) 

因為彈性膠體的網狀分子結構,膨脹受到限制, 即它們達到一定的邊緣值后就不會再變化了. 

擠壓的痕跡 

壓痕是評估彈性膠體在長時間不斷的擠壓作用后回彈的標準. 

彈性膠體的擠壓痕跡 

根據DIN 53 517 或者DIN ISO 815 或者ASTM D 395, 在不斷擠壓作用下來測量擠壓變形后的痕跡.它體現了被測試材料的變形部分.對彈性膠體有很多測試方法,例如抗拉強度可以說明材料的質量和特性.擠壓痕跡是材料在使用前要注意的一個重要因素.特別是用于密封或者墊板時,壓痕是一個重要的參數. 

測量方法 

為確定這個參數,用一個圓柱形的檢測器擠壓25%,在一定的溫度下置放一定的時間.擠壓痕跡測試的溫度和介質(多數為空氣,但有時是油和其它液體)取決于被測量的材料,取決于它的用途及結構(例如對EPDM剖面要求在70度下放置24小時).擠壓結束后30分鐘在室溫下再次測量高度,從中測出壓痕. 

壓痕是0%意味著被測體又完全達到了原始的厚度(現實中是不可能的),壓痕是100%意味著物體在試驗過程中完全變形,沒有任何回彈性. 

計算公式為: 壓痕(%)=(L0-L2)/(L0-L1)x100% 

壓痕=%表示擠壓后的痕跡

L0=測量前的高度

L1=測量中的高度

L2=測量后的高度

現實意義

例如一個法蘭密封圈在安裝過程中被擠壓到一定的厚度,在法蘭表面上產生壓力.隨著時間的推移壓力減弱,因為膠體變形.如果變形部分太大,那么壓力和密封作用會減弱,會出現漏氣,平面膠體在長時間使用的溫度下,壓痕值不能大于40%.

要注意的是:

壓痕的數值必須在下列參數一致的情況下才能進行比較: 

-擠壓(通常擠壓25%)

-擠壓時間(通常為24小時或者72小時)

-擠壓過程中的溫度(取決于被檢測的膠體)

-介質,在什么介質中檢測(通常為空氣)

-檢測器的形狀 

抗拉強度試驗 

每個抗拉強度試驗都是要測出以下三個數值: 

拉撕強度(sR)是拉撕瞬間所達到的力(FR)除以檢測開始前測體的初始截面(AO): sR=FR/AO(N/mm²) 

張力值(sx)的定義是為一定的拉伸(ex)(通常為100%)而所需的力(Fx),除以初始截面(AO): Sx=Fx/AO(N/mm²) 

斷裂拉伸(eR)是斷裂瞬間達到的長度(LR-R0)和初始長度(L0)之間的百分比關系:

eR=『(LR-L0)/L0』*100(%)

注意:

Freudenberg Process Seals機構的資料對所有材料的拉撕強度,100%張力和撕裂拉伸這三種參數都進行了明確的規定.這些參數會受到硫化程度,配方比例,填充劑(炭黑,軟化劑,防老化劑等等),倉儲條件和老化的影響.