硫化橡膠的拉伸強度試驗結果有哪些影響因素?橡膠行業是國民經濟的重要基礎產業之一。它不僅為人們提供日常生活不可或缺的日用、醫用等輕工橡膠產品,而且向采掘、交通、建筑、機械、電子等重工業和新興產業提供各種橡膠制生產設備或橡膠部件。
近幾年來,橡膠行業得到不少發展,已有細分行業穩中有升,新生橡膠細分行業則飛速發展,試驗工作也隨之越來越多,對試驗的要求也越來越高。
其中橡膠的拉伸性能是橡膠物理性能試驗中的最普遍也是最重要的項目,通過簡單的拉伸試驗可側向評估橡膠其它的力學性能,可依此評定產品的達標情況和硫化情況,對橡膠的生產工藝進行控制和調整。因此,對影響硫化橡膠拉伸性能試驗結果的主要因素及其原因進行分析,進而正確的試驗,獲得可信的數據,對橡膠制品的設計、生產就有著積極的指導意義。
大家一起了解下樣品尺寸、拉伸速度、壓延方向等因素對橡膠的拉伸性能試驗結果的影響。
一、試樣尺寸
在橡膠的拉伸試驗中,啞鈴形試樣是最常用的試樣規格。在GB/T528中規定了幾種不同的裁刀尺寸規格,狹窄部分的寬度有四種:6.0mm、5.0mm、4.0mm和2.0mm。
狹窄部分寬度不同,試驗結果不同,對于相同樣品制成不同尺寸的啞鈴形試樣測得的試驗結果是沒有可比性的。
但通常情況下,隨著狹窄部分的寬度增加,測得的拉伸強度和扯斷伸長率隨之降低。這是因為橡膠膠料中存在微觀缺陷,即使通過混煉也不可能完全消除,只是缺陷減少、分布更加均勻。
隨著樣品的狹窄部分的截面積越大,缺陷存在的機率也隨之增大,體現為拉伸性能下降。但選擇狹窄部分較寬的試樣容易出現拉伸試驗過程中早期斷裂的情況,這是因為狹窄部分在拉伸過程中會出現受力不均的現象,試樣邊緣的應力會大于中間的應力,狹窄部分越寬,這種差異就越大。
在進行拉伸試驗時,試樣的通用厚度為2.0mm,大量的試驗數據表明:隨著試樣厚度的增加,試樣的拉伸強度和扯斷伸長率都隨之下降。
這是因為隨著試樣厚度的增加,狹窄部分的截面積增加,內部天然缺陷出現的機率和試樣邊緣和中心的應力不均的情況都隨之增加,從而導致試樣拉伸性能的下降。
同時,隨著試樣厚度的增大,在進行啞鈴形樣條沖裁時,在狹窄部分的厚度方向會出現弧形凹陷,實際的寬度將小于裁刀的公稱寬度,截面積也將小于公稱面積,由此所得的拉伸性能自然也將偏小。因此,在硫化試片時,應盡量選擇精度高的模具,在選擇裁刀時,也應根據試片的實際情況選擇合適的尺寸,由此減小試樣尺寸對試驗結果的影響。
二、拉伸速率
國標GB/T528規定硫化橡膠在進行拉伸試驗時的拉伸速度為1型、2型、1A型試樣500±50mm/min,3型、4型為200±20mm/min,通過大量的試驗數據表明:隨著試驗速度的增加,所測的拉伸強度也隨之增加,且不同試驗速度所得的拉伸強度沒有可比性。這是因為在橡膠拉伸過程中,橡膠會隨之產生松弛效應,速度越快,橡膠松弛的時間越短,由松弛效應產生的應力減少就小,拉伸強度就隨之提高,反之下降。
三、試樣的壓延方向
在國標GB/T528中明確規定,在不研究壓研效應的前提下,對硫化橡膠取樣時,要平行于材料的壓延方向裁切,應盡量保證試樣的拉伸方向與壓延方向保持一致,否則所得的試驗結果將顯著偏低。
這是因為硫化橡膠的膠料在混煉時受到了剪切應力,分子鏈排列方向與輥筒方向一致,壓延過程中橡膠的分子鏈進行了一次取向,因此,平行壓延方向所得的拉伸強度要比垂直壓延方向的結果更大。
四、試樣的調節時間
在國標GB/T528中規定,對硫化橡膠的所有試驗,硫化與試驗間的最短時間間隔應為16h,對于制品試驗,間隔應不超過3個月,且在調節期間應盡可能完全的加以避光、隔熱等防護,使其不受可能導致其損壞的外來影響。
實驗表明:隨著調節時間的延長,試樣的拉伸性能會有少許提高,且數據的分散性減小。這是因為膠樣在加工過程中會產生大量的內應力,停放一段時間后,可使試樣內應力趨向均勻分布,逐漸減小以至消失,避免了因內應力集中而使拉伸試樣提前斷裂,數據失真。
結語:在硫化橡膠的拉伸試驗中,試樣的尺寸、拉伸速率、壓延方向和停放時間等因素對測試結果的影響非常顯著,為獲得準確的測試結果。
在試驗過程中,必須對這幾個因素進行嚴格的控制,避免產生不必要的試驗誤差,提高試驗結果的準確性,并使結果具備橫向可比性和重現性。
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