橡胶资料耐低温功能测验办法的差异剖析

  橡胶资料在常温下展现出高弹性，其体现特征包含：其一，弹性形变量极大，能抵达 1000%；其二，弹性模量极低，处于 MPa 数量等级；其三，变形在去掉外力后，可以敏捷康复，永久变形很小。橡胶资料会随温度的改变而分为三个状况：玻璃态、高弹态以及粘流态，不同状况具有不同的特性。

  在高弹态时，橡胶资料的分子链不可能会产生位移，但链段可以活动，只需遭到较小的力就会产生极大的形变。当温度下降至玻璃化温度后，链段的运动才能会下降，形变也会显着削减。当温度降至某一特定值时，橡胶在遭到外来冲击力影响下会呈现开裂，这时的温度便是脆性温度。因而，脆性温度越低，橡胶资料所能适用的环境就越广泛。现在在国内，关于橡胶资料耐低温功能丈量的规范可以划分为以下三类：脆性临界温度、康复率（包含拉伸回缩和紧缩康复）、刚性改变。

  测验橡胶资料的脆性临界温度，其对应的测验规范为 GB/T 1682 - 2014《硫化橡胶 低温脆性的测定 单试样法》以及 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）》。

  将长度为 25.0mm±0.5mm、宽度为 6.0mm±0.5mm、厚度为 2.0mm±0.2mm 的试样装入升降夹持器中，于冷冻介质中冷冻至规则时刻。升起升降夹持器，在规则时刻内运用冲击器冲击试样，取下试样，停放至少 30s 后，将试样沿冲击方向曲折成 180°，调查有无损坏。经过屡次重复实验，确认至少有两个试样未损坏的最低温度以及至少有一个试样损坏的最高温度。若这两个成果相差不大于 1℃，则实验完毕。试样呈现损坏的最高温度即为脆性温度。（每个测验温度点下为单个试样，每个试样只答应冲击一次。）

  将试样置入夹持器中，在冷却介质（液体）里冷却 5min（假使冷却介质为气体，则冷却 10min），运用冲击器对试样进行一次冲击。取下试样，调查其有无损坏（若试样呈现任何一个肉眼可见的裂缝或小孔，或许完全断成两片甚至更多碎片，则界说为损坏；试样未完全开裂时，将试样沿着冲击曲折方向曲折 90°，查看曲折处的试样损坏状况）。以 2℃的距离升温或降温，一直到测出一组试样完全无损坏的最低温度。试样完全无损坏的最低温度，即为该资料的脆性温度。（每个测验温度点下为一组试样，一组 5 个，每组试样只答应冲击一次。）

  测验原理、试样尺度、试样数量、测验进程均与 1.2 部分相同。成果记载:首要记载试样完全无损坏的最低温度和一切试样都损坏的最高温度并记载在每个温度下损坏的试样数量。运用公式来确认 50%脆性温度。

  S —— 从没有试样损坏到试样悉数损坏的温度范围内，每个温度下试样损坏的百分比之和，%。

  测验橡胶资料在低温下的变形康复手法包含拉伸回缩和低温紧缩永久变形，相应的测验规范分别为 GB/T 7758 - 2020《硫化橡胶低温功能的测定 温度回缩程序（TR 实验）》以及 GB/T 7759.2 - 2014《硫化橡胶或热塑性橡胶 紧缩永久变形的测定 第 2 部分：在低温条件下》。

  试样尺度：遵从 GB/T 7758 - 2020 中所规则的试样形状与尺度。

  测验进程：将试样夹持于试样架上，从初始长度拉伸至 50%（大多数景象下）并加以确定；随后把带有试样的试样架敏捷置入 -70℃ 至 -73℃（假设试样在 -70℃ 时不回缩，就要换掉其他冷却介质冷却到更低的温度）的冷却槽中坚持 10min±2min 。松开上夹具的确定设备，使试样自在回缩，一起以 1℃/min 的速度让冷却介质升温（答应的误差是在任一个 10min 的时刻距离内温升为 10℃±2℃）。在松开试样时读取第一个数据，以最长距离 2min 读取一次温度值以及对应的回缩长度或回缩率，一直到回缩率抵达 71%停止。

  测验进程：首要丈量试样中心点方位的原始高度 h0 。然后将试样在紧缩设备中紧缩 25%±2%（高硬度试样紧缩率为 15%±2%或许 10%±1%）；接下来把带有试样的紧缩设备放进规则实验温度（比方 0℃±2℃、-10℃ ±2℃、-25℃±2℃、-40℃±2℃和 -70℃±2℃等）的低温箱中开端实验，在抵达实验时刻（24 - 20 h 或许 72 - 20 h）之后，敏捷开释紧缩设备并开端计时。分别对试样康复 30s 和 30min 时的高度做丈量。

  测定橡胶资料在静态进程中于从室温至 -150℃的温度范围内相对刚性特征的办法，又被称为吉门实验，其所对应的测验规范是 GB/T 6036 - 2020《硫化橡胶或热塑性橡胶 低温刚性的测定（吉门实验）》。

  测验原理：从低温开始，丈量与温度呈函数联系的改变刚度。关于刚性的丈量办法为，将试样与已校准的绷簧钢丝相连接，当把钢丝顶部改变 180°时，丈量试样改变的视点。

  测验进程：将试样夹持于夹持器上，首要记载试样在 23℃介质中改变 180°后自在康复 10s 时的改变角（以 120°至 170°为宜）。然后将试样改变 180°，把带有试样的试样架敏捷置入规则最低实验温度的冷却介质中坚持 15min 。接着进行 5℃/5min 的距离逐级升温或许以 1°C/min 的升温速率接连升温。在逐级升温时，试样于每个温度下调理 5min 后再进行丈量；接连升温时则每 1min 丈量一次。继续升温直至此温度下试样的改变角比在 23℃时的改变角小 5°至 10°停止。

  式中：K —— 钢丝的改变常数，N·m；优先选用 2.8×10-3 N·m；

  因为测验成果会遭到特定实验条件的影响，所以测验成果只是标明该橡胶资料大致的耐低温功能，无法准确获取该资料耐低温特性的绝对值成果。不过，不同的测验办法可以表征橡胶资料不同的耐低温功能，并且许多办法之间可以彼此弥补。详细选用哪种测验办法，取决于橡胶资料的实践运用场合。例如，假如只是重视橡胶资料在低温状况下的剩下弹性，那就能运用脆性温度测验办法；假使要重视橡胶密封资料在低温状况下的变形康复才能，则可以正常的运用紧缩变形或许 TR 测验办法。

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