橡胶材料因其优异的高弹性、耐磨性、减震性和密封性,被广泛应用于轮胎、密封件、减震制品、胶管、胶带、鞋材等领域。对其力学性能进行检测是评估橡胶产品质量、研发新配方和确保其在实际应用中可靠性的关键环节。
下面是橡胶主要的力学性能检测项目、方法、标准及注意事项:
一、 主要力学性能检测项目
1. 硬度 (Hardness)
目的:衡量橡胶抵抗外来压入的能力,是橡胶z基础的性能之一,影响其耐磨性、弹性和密封性。
测试方法:
邵氏硬度 (Shore Hardness):z常用。分为:
邵A (Shore A):用于软质到中等硬度的橡胶(如轮胎、密封圈)。
邵D (Shore D):用于硬质橡胶或塑料。
国际硬度 (International Rubber Hardness, IRHD):与邵氏A类似,但原理不同(基于球形压头压入深度),结果更精确,常用于标准试验。
标准:GB/T 531.1-2008 / ISO 48-4:2018 / ASTM D2240。
2. 拉伸性能 (Tensile Properties)
目的:评估橡胶在拉伸载荷下的行为,是重要的力学性能指标之一。
测试项目:
拉伸强度 (Tensile Strength):试样拉断时的z大拉伸应力(MPa)。
拉断伸长率 (Elongation at Break, EB):试样拉断时的伸长百分比(%),反映橡胶的延展性。
定伸应力 (Modulus at Specific Elongation):如100%、200%、300%定伸应力,表示橡胶在特定形变下的模量,反映材料的刚度和填充剂效果。
拉伸永久变形 (Tensile Permanent Set):试样拉伸并恢复后残留的变形量,反映材料的弹性恢复能力。
试样类型:哑铃型(如Type 1, 2, 3)或环形试样。
标准:GB/T 528-2009 / ISO 37:2017 / ASTM D412。
3. 撕裂强度 (Tear Strength)
目的:衡量橡胶抵抗裂口或切口扩展的能力,对动态密封件、轮胎等至关重要。
测试方法:
直角形或新月形试样法:测量裂口扩展所需的力。
裤形试样法 (Trouser Tear):ASTM常用方法。
单位:kN/m。
标准:GB/T 529-2008 / ISO 34-1:2015 / ASTM D624。
4. 压缩永久变形 (Compression Set)
目的:评估橡胶在长期压缩后恢复原状的能力,是密封件(如O型圈)的关键性能。
测试方法:将试样在规定温度和压力下压缩一定时间(如24h、70h、1000h),释放后测量其不能恢复的变形量。
标准:GB/T 7759-2015 / ISO 815-1:2014 / ASTM D395。
5. 耐磨性 (Abrasion Resistance)
目的:衡量橡胶抵抗摩擦磨损的能力,对轮胎、鞋底、输送带等尤为重要。
测试方法:
DIN磨耗 (Taber Abraser):旋转磨轮法。
阿克隆磨耗 (Akron Abrader):倾斜砂轮法,中国常用。
兰伯恩磨耗 (Pico Abrader):模拟真实路面磨损。
结果:通常以磨耗体积(mm³)或磨耗指数表示。
标准:GB/T 9867-2008 / ISO 4649:2017 / ASTM D5963 (DIN), ASTM D1630 (Akron)。
6. 弹性 (Resilience) 与 回弹性 (Rebound)
目的:衡量橡胶在冲击或形变后恢复能量的能力。
测试方法:
回弹法:用摆锤冲击试样,测量回弹高度(%)。
标准:GB/T 1681-2009 / ISO 4662:2017 / ASTM D1054。
7. 疲劳性能 (Fatigue Properties)
目的:评估橡胶在反复应力或应变下的耐久性,预测使用寿命。
测试方法:
屈挠龟裂试验 (Flex Cracking Test):如De Mattia试验,观察产生裂口的屈挠次数。
裂口增长试验 (Crack Growth Test):测量已有切口在循环载荷下的扩展速率。
标准:GB/T 1688-2008 / ASTM D430, D813。
8. 粘合强度 (Adhesion Strength)
目的:对于复合橡胶制品(如钢丝帘线轮胎、胶管、输送带),检测橡胶与骨架材料(纤维、钢丝)的粘合强度。
测试方法:
90°剥离试验、180°剥离试验、H抽出试验等。
标准:GB/T 11206-2009 / ISO 36:2016 / ASTM D429。
二、 常用检测标准体系
中国国家标准 (GB):GB/T 系列(如GB/T 528, 529, 531等)
国际标准 (ISO):ISO 37, 48, 34, 815, 4649等
美国材料与试验协会 (ASTM):ASTM D412, D624, D2240, D395, D5963等
德国标准 (DIN):DIN 53504, 53516等
日本工业标准 (JIS):JIS K 6251, 6252, 6253等
来源:网络
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