橡膠材料在生產(chǎn)、生活各個(gè)領(lǐng)域的運(yùn)用越來越廣泛。近幾年來,橡膠行業(yè)得到不少發(fā)展,已有細(xì)分行業(yè)穩(wěn)中有升,新生橡膠細(xì)分行業(yè)則飛速發(fā)展,試驗(yàn)工作也隨之越來越多,對(duì)試驗(yàn)的要求也越來越高。
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其中拉伸性能作為評(píng)判膠料優(yōu)劣的一個(gè)廣泛有效且最重要的項(xiàng)目,就成為了考察橡膠質(zhì)量好壞的一項(xiàng)重要指標(biāo)。通過簡單的拉伸試驗(yàn)可評(píng)估橡膠其它的力學(xué)性能,可依次評(píng)定產(chǎn)品的達(dá)標(biāo)情況和硫化情況,對(duì)橡膠的生產(chǎn)工藝進(jìn)行控制和調(diào)整。
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因此,對(duì)影響硫化橡膠拉伸性能試驗(yàn)結(jié)果的主要因素及其原因進(jìn)行分析,進(jìn)而正確地試驗(yàn),獲得可信的數(shù)據(jù),對(duì)橡膠制品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)有著重要的指導(dǎo)意義。
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試驗(yàn)項(xiàng)目
拉伸性能中最重要的檢測(cè)項(xiàng)目為拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率。
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試驗(yàn)原理
硫化橡膠拉伸性能試驗(yàn)是指在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室溫度下,將I型啞鈴型試樣夾持到電子拉力機(jī)夾具上,然后電子拉力機(jī)以恒定的速度對(duì)該試樣進(jìn)行拉伸,直至試樣的試驗(yàn)部位斷裂,最后記錄試樣斷裂時(shí)拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率數(shù)據(jù)。
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影響因素
影響膠料拉伸性能的檢測(cè)因素有很多,一是開煉機(jī)拉伸試片制樣過程;二是硫化后的試片停放時(shí)間;三是試樣的條件,如厚度、溫度等。
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1、 拉伸試片制樣
拉伸試片硫化前,需將混煉膠重新過輥出膠片,將厚度出成適合硫化試片的厚度。過輥過程可使混煉膠中配合劑分散均勻,分散越均勻的膠片檢測(cè)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性就好,而薄通可以讓膠片更加均勻,從而檢測(cè)結(jié)果的均勻性也會(huì)得到顯著提高。
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2、 膠料停放時(shí)間
硫化后的膠片必須按照規(guī)定進(jìn)行停放調(diào)節(jié)后方可進(jìn)行檢測(cè),GB/T2941中規(guī)定停放時(shí)的為標(biāo)準(zhǔn)溫度23℃±2℃,停放時(shí)間不得小于16h,例如橋梁支座,可能需要停放16h以上。非成品試驗(yàn),試樣形成與試驗(yàn)之間的最長時(shí)間間隔是4周。經(jīng)過調(diào)節(jié)后的膠片,減少了環(huán)境因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響,能夠保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。
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3、試樣的條件
(1)試驗(yàn)的溫度
溫度對(duì)硫化橡膠拉伸試片的拉伸性能有較大影響,GB/T2941中規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室溫度為23℃±2℃。在不同的溫度條件下的試驗(yàn)結(jié)果均有差異,一般橡膠的拉伸強(qiáng)度是隨著溫度的增加而逐漸下降的,斷裂伸長率會(huì)逐漸增加。
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(2)試樣的厚度
硫化橡膠在進(jìn)行拉伸試驗(yàn)時(shí),厚度應(yīng)按照GB/T528中規(guī)定2.0±0.2mm執(zhí)行。因?yàn)殡S著厚度的增加,試樣工作面積增加,這樣膠料中存在的缺陷機(jī)率就會(huì)增大,拉伸時(shí)工作面積的受力也會(huì)不均勻;厚度越厚的試樣在用裁刀裁切啞鈴型試片時(shí)試樣會(huì)產(chǎn)生形變,工作面積發(fā)生變化,會(huì)出現(xiàn)提前斷裂,不能真實(shí)反映膠料的拉伸性能。
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(3)試樣的裁切
裁刀刀刃不能有損傷,并且是計(jì)量合格的。裁刀刀刃在經(jīng)過多次裁切后,刀刃都會(huì)有損傷,會(huì)造成試樣的裁切面存在缺陷,在進(jìn)行拉伸時(shí),試片會(huì)在缺陷處提前斷裂,從而導(dǎo)致試樣的拉伸強(qiáng)度和伸長率的降低。
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裁切試樣時(shí),用力要均勻,可以以中性肥皂水潤濕,試樣需一次裁切成功,若一次未裁下來,應(yīng)丟棄,不能重復(fù)裁切。
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(4)試樣的夾持狀態(tài)
在用電子拉力機(jī)進(jìn)行拉伸試驗(yàn)時(shí),試樣應(yīng)夾持在夾具中間,并保持垂直狀態(tài),保證試樣的工作部分受力均勻,如若出現(xiàn)工作面積彎曲或者試樣不垂直,在拉伸時(shí)試樣的試驗(yàn)部位會(huì)受力不均,導(dǎo)致試片提前斷裂,影響檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性。
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(5)壓延方向的影響
橡膠硫化之前會(huì)經(jīng)過開煉機(jī)進(jìn)行制樣,膠料通過輥距時(shí),線性大分子鏈會(huì)沿壓延方向被拉伸和取向,因此會(huì)產(chǎn)生壓延效應(yīng),在進(jìn)行拉伸試驗(yàn)時(shí),裁片時(shí)應(yīng)注意壓延方向,GB/T528中規(guī)定,啞鈴狀試樣要平行于材料的壓延方向裁切。由于膠料混煉過程中的壓延效應(yīng),平行于壓延方向的拉伸強(qiáng)度比垂直于壓延方向的拉伸強(qiáng)度高。
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(6)拉伸速度的影響
硫化橡膠在拉伸試驗(yàn)時(shí),GB/T528規(guī)定拉伸速度可以為100mm/min、200mm/min、500mm/min。試樣容易在夾具高速移動(dòng)下產(chǎn)生脆性斷裂,所以拉伸速度越快,拉伸強(qiáng)度越高,伸長率越低。
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(7)試樣斷裂部位
拉伸試樣在斷裂時(shí),應(yīng)在試樣的狹窄部位斷裂,如果試樣在狹窄部位以外斷裂,應(yīng)舍棄這個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),重新進(jìn)行試驗(yàn)。
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試樣未在狹窄部位斷裂的原因有可能是試樣斷裂部分,本身會(huì)存在一些缺陷,表面無法識(shí)別,導(dǎo)致試片不能在試驗(yàn)部位斷裂;也有可能是膠料硬度過低、夾具壓力過大,導(dǎo)致試片從電子拉力機(jī)夾具夾口處斷裂。
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結(jié)語
在硫化橡膠的拉伸試驗(yàn)中,從硫化前制樣、試片的停放、以及試片的裁切、到最后的試片的拉伸等多方面的因素都會(huì)對(duì)測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生非常顯著的影響,為獲得準(zhǔn)確的測(cè)試結(jié)果,在試驗(yàn)過程中,必須對(duì)這些因素進(jìn)行嚴(yán)格的控制,嚴(yán)格執(zhí)行GB/T 528的標(biāo)準(zhǔn),每一步都需要按照規(guī)程進(jìn)行,避免產(chǎn)生不必要的試驗(yàn)誤差,減少影響檢測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的因素,保證最后檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性、可靠性。
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