橡膠材料在生產(chǎn)、生活各個領域的運用越來越廣泛。近幾年來,橡膠行業(yè)得到不少發(fā)展,已有細分行業(yè)穩(wěn)中有升,新生橡膠細分行業(yè)則飛速發(fā)展,試驗工作也隨之越來越多,對試驗的要求也越來越高。
其中拉伸性能作為評判膠料優(yōu)劣的一個廣泛有效且最重要的項目,就成為了考察橡膠質量好壞的一項重要指標。通過簡單的拉伸試驗可評估橡膠其它的力學性能,可依次評定產(chǎn)品的達標情況和硫化情況,對橡膠的生產(chǎn)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,進而正確地試驗,獲得可信的數(shù)據(jù),對橡膠制品的設計、生產(chǎn)有著重要的指導意義。
試驗項目
拉伸性能中最重要的檢測項目為拉伸強度和斷裂伸長率。
試驗原理
硫化橡膠拉伸性能試驗是指在標準實驗室溫度下,將I型啞鈴型試樣夾持到電子拉力機夾具上,然后電子拉力機以恒定的速度對該試樣進行拉伸,直至試樣的試驗部位斷裂,最后記錄試樣斷裂時拉伸強度和斷裂伸長率數(shù)據(jù)。
影響因素
影響膠料拉伸性能的檢測因素有很多,一是開煉機拉伸試片制樣過程;二是硫化后的試片停放時間;三是試樣的條件,如厚度、溫度等。
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,從而檢測結果的均勻性也會得到顯著提高。
2、 膠料停放時間
硫化后的膠片必須按照規(guī)定進行停放調節(jié)后方可進行檢測,GB/T2941中規(guī)定停放時的為標準溫度23℃±2℃,停放時間不得小于16h,例如橋梁支座,可能需要停放16h以上。非成品試驗,試樣形成與試驗之間的最長時間間隔是4周。經(jīng)過調節(jié)后的膠片,減少了環(huán)境因素對試驗結果的影響,能夠保證測試結果的準確性。
3、試樣的條件
(1)試驗的溫度
溫度對硫化橡膠拉伸試片的拉伸性能有較大影響,GB/T2941中規(guī)定標準實驗室溫度為23℃±2℃。在不同的溫度條件下的試驗結果均有差異,一般橡膠的拉伸強度是隨著溫度的增加而逐漸下降的,斷裂伸長率會逐漸增加。
(2)試樣的厚度
硫化橡膠在進行拉伸試驗時,厚度應按照GB/T528中規(guī)定2.0±0.2mm執(zhí)行。因為隨著厚度的增加,試樣工作面積增加,這樣膠料中存在的缺陷機率就會增大,拉伸時工作面積的受力也會不均勻;厚度越厚的試樣在用裁刀裁切啞鈴型試片時試樣會產(chǎn)生形變,工作面積發(fā)生變化,會出現(xiàn)提前斷裂,不能真實反映膠料的拉伸性能。
(3)試樣的裁切
裁刀刀刃不能有損傷,并且是計量合格的。裁刀刀刃在經(jīng)過多次裁切后,刀刃都會有損傷,會造成試樣的裁切面存在缺陷,在進行拉伸時,試片會在缺陷處提前斷裂,從而導致試樣的拉伸強度和伸長率的降低。
裁切試樣時,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,應丟棄,不能重復裁切。
(4)試樣的夾持狀態(tài)
在用電子拉力機進行拉伸試驗時,試樣應夾持在夾具中間,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,在拉伸時試樣的試驗部位會受力不均,導致試片提前斷裂,影響檢測結果準確性。
(5)壓延方向的影響
橡膠硫化之前會經(jīng)過開煉機進行制樣,膠料通過輥距時,線性大分子鏈會沿壓延方向被拉伸和取向,因此會產(chǎn)生壓延效應,在進行拉伸試驗時,裁片時應注意壓延方向,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,平行于壓延方向的拉伸強度比垂直于壓延方向的拉伸強度高。
(6)拉伸速度的影響
硫化橡膠在拉伸試驗時,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下產(chǎn)生脆性斷裂,所以拉伸速度越快,拉伸強度越高,伸長率越低。
(7)試樣斷裂部位
拉伸試樣在斷裂時,應在試樣的狹窄部位斷裂,如果試樣在狹窄部位以外斷裂,應舍棄這個實驗數(shù)據(jù),重新進行試驗。
試樣未在狹窄部位斷裂的原因有可能是試樣斷裂部分,本身會存在一些缺陷,表面無法識別,導致試片不能在試驗部位斷裂;也有可能是膠料硬度過低、夾具壓力過大,導致試片從電子拉力機夾具夾口處斷裂。
結語
在硫化橡膠的拉伸試驗中,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對測試結果產(chǎn)生非常顯著的影響,為獲得準確的測試結果,在試驗過程中,必須對這些因素進行嚴格的控制,嚴格執(zhí)行GB/T 528的標準,每一步都需要按照規(guī)程進行,避免產(chǎn)生不必要的試驗誤差,減少影響檢測數(shù)據(jù)準確性的因素,保證最后檢測結果的準確性、可靠性。
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