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高分子 | 浅析硫化橡胶低温脆性的测定(单试样法)

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发布时间:2023-10-13  浏览次数:255

橡胶材料因具有低密度、良好的机械性能和耐高低温等特性,被越来越广泛的应用于汽车、航空航天、石油开采等领域,随着这些领域的深入发展,对橡胶材料的需求量也在不断增加。同时,对橡胶材料的性能要求也越来越严苛,例如在极端的低温环境下,橡胶的松弛过程会急剧减慢,硬度、模量和分子内摩擦增大,弹性显著降低,致使橡胶制品的使用性能降低,在动态条件下尤其突出。因此,橡胶制品在低温下受外力作用的工作状态已成为关注的重点。

脆性温度是硫化橡胶的特性温度,是试样在一定条件下受冲击产生破坏时的最高温度,或在规定的条件下一组试样不产生低温破坏的最低温度。利用脆性温度,可以比较不同橡胶材料或不同配方的硫化橡胶低温性能的优劣,因此无论在科学研究、橡胶材料及其制品质量检验、生产过程控制等方面脆性温度都具有一定实用价值。

目前测试硫化橡胶低温脆性的国家标准主要有GB/T 1682-2014《硫化橡胶 低温脆性的测定 单试样法》、GB/T 15256-2014《硫化橡胶或热塑性橡胶 低温脆性的测定(多试样法)》,本文仅对GB/T 1682-2014中程序A方法进行解读。

试样

按照标准要求需要将试样裁成长度(25.0±0.5)mm、宽度(6.0±0.5)mm,厚度(2.0±0.2)mm的尺寸,试验前,试样应放置在标准实验室环境(23±2)°C、(50±5)% RH下调节至少3h,并在明亮光线下弯曲试样检查试样表面,要求试样表面光滑,无杂质、损伤及微孔等破损情况。

试验步骤(程序A)

首先向低温容器中加入传热介质(如:无水乙醇),注入直到保证夹持器下端距离液面75mm,开始搅拌,根据试验要求设置温度(有的实验室会在无水乙醇中添加干冰,有的实验室使用液氮进行制冷,也有部分试验室设备配有制冷压缩机),等待温度降至所设定的温度值,无论使用哪种制冷方式,均应保证温度稳定时上下波动在±1°C以内。将试样垂直夹在夹持器上,在夹持过程中,不宜将试样夹的过紧或过松,夹的过紧可能会使试样表面受伤,导致测试结果偏高,夹的过松,容易使样品脱落。根据标准要求,试样被冲击的位置距离夹持器(11.0±0.5)mm,若距离过大,则脆性温度偏低,反之偏高。试样夹好后,将夹持器下降至低温容器中冷冻,同时启动设备计时器,开始计时,国标规定冷冻时间为图片,试样在冷冻计时的过程中,为保证温度的均匀性,应开启搅拌装置,冷冻介质的温度波动应控制在±1°C以内。达到规定冷冻时间后,夹持器自动升起,同时冲击器在0.5s内冲击试样,此间隔时间越长,试样温度与冷冻介质的差别越大。冲击完成后,取下试样,停放至少30s后擦去试样表面残液并将试样按冲击方向弯曲成180°C,在明亮的光线下仔细观察样品有无破坏记录,如没有出现破坏,则需要提升冷冻介质的温度,继续试验,直到出现至少两个试样不被破坏的最低温度和至少有一个试样被破坏的最高温度,且这两个温度值相差不大于1°C,则试验结束,该试样的低温脆性温度即试样在测试中出现破坏时的最高温度。

为保证试验结果的准确性,试验用到的仪器设备(包括秒表、温度计)应定期进行校准,另一方面,整个试验过程中人为影响较大,因此试验人员在试验前必须具备熟练操作的能力,试验过程中严格按照标准要求和操作规范进行,尽量做到严谨准确。


来源:中实国金
作者:bsy
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