橡胶在成型加工、储存、使用过程中,性能逐渐下降。在光与热的作用、机械应力(拉伸、压缩、曲挠、扭力等)作用、电场交替变化作用、介质(油、水或酸、碱等)作用以及微生物作用下,橡胶在外观上出现变暗、变色、斑点(发生霉变)甚至有裂纹;在物理化学性能上,溶解度发生变化,玻璃化温度升高变脆,流变性变大而发粘,耐热性、耐寒性变差;力学性能方面,同样产生不同程度的变化,如硬度、抗张强度、伸长率、抗曲挠性等下降;电性能方面,绝缘电阻下降,击穿电压变小等,各方面性能明显变劣,使橡胶失去使用价值。
使用性能的好坏,可用力学性能变化来表述,还可用老化系数、疲劳强度、抗撕裂强度及耐磨性来表示。
1.力学性能
橡胶的力学性能是指橡胶在外力作用下,抵抗破坏及变形(弹性变形与塑性变形)的能力。常用的有抗拉强度、定伸强度、断裂伸长率、抗撕裂强度等。
橡胶的抗拉强度、伸长率可用拉伸法测定。拉伸试验方法是给试样施加静态拉伸负荷,以等速拉伸至试样断裂。拉伸过程中,随试样伸长,拉伸力不断变化,把拉伸力(应力)与伸长(应变)作图可得应力—应变曲线,当试样断裂时,对应的应力称强度极限以Rm表示,即为抗拉强度(也叫抗张强度)。抗拉强度Rm指橡胶受拉力作用发生断裂时,单位断面积上所受最大应力(负荷)。可按下式计算:
式中 p——最大负荷(N);
t——试样厚(cm);
b——试样宽(cm)。
橡胶被拉断时,伸长的长度与原有长度的百分比称为断裂伸长率,记作ε,也叫相对伸长率或伸长率。
式中 L0——试样原有长度;
L——试样被拉断时的长度。
有时橡胶试件不宜被破坏,常用定伸强度来表示材料的强度值。它表示橡胶被拉伸到一定长度时(200%、300%、500%、700%)单位面积所需负荷量。
橡胶制品使用时因机械损伤出现裂口,在外力作用下,裂口处易产生撕裂,测试时,在胶料试样上先割一小口,在抗张试验机上拉伸至断裂,记下所需要的负荷。该试样的抗撕裂强度可用下式计算:
式中 B——抗撕裂强度(N/cm);
P——断裂负荷(N);
t——试件断裂处厚度(cm)。(www.xing528.com)
2.耐老化性能
橡胶的耐老化性可由老化系数表示。测定方法有热空气老化、臭氧老化、气候老化等试验。最常用的是热空气老化试验。将试件在常压和规定温度(70℃±1℃或100℃±1℃),用热空气作用24h、48h、72h、144h,测定其抗拉强度与伸长率的变化。用老化系数K表示:
式中 c′——老化后抗张积;
c0——老化前抗张积;
c——抗张积。
3.耐疲劳性能
橡胶的耐疲劳性能可由耐屈挠疲劳与耐压缩疲劳表示。
屈挠疲劳表示胶料在屈挠试验机上,经反复多次(可达几万到几十万次)屈挠后试件的断裂情况。我国的屈挠断裂性能分为六级,级数越高,越近断裂。
压缩疲劳是以橡胶试件经多次压缩后,橡胶的永久变形大小与生热程度来表示的。
4.磨耗
磨耗是橡胶制品使用过程中常见的破坏现象。耐磨耗性以磨耗减量来表示。实验室测定常用阿克隆磨耗试验法,即将试样在一定压力下,与砂轮成一定倾斜角,进行相对滚动摩擦,测定在规定的行程(1.61km)磨耗后,试样的重量变化。磨耗量(g)由下式来计算:
式中 g0——磨耗前重;
g′——磨耗后重;
d——橡胶的密度。
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。