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硫化橡胶的拉伸强度试验结果有哪些影响因素?橡胶行业是国民经济的重要基础产业之一。它不仅为人们提供日常生活不可或缺的日用、等轻工橡胶产品,而且向采掘、交通、建筑、机械、电子等重工业和新兴产业提供各种橡胶制生产设备或橡胶部件。
近几年来,橡胶行业得到不少发展,已有细分行业稳中有升,橡胶细分行业则飞速发展,试验工作也随之越来越多,对试验的要求也越来越高。
其中橡胶的拉伸性能是橡胶物理性能试验中的普遍也是重要的项目,通过简单的拉伸试验可侧向评估橡胶其它的力学性能,可依此评定产品的达标情况和硫化情况,对橡胶的生产工艺进行控制和调整。因此,对影响硫化橡胶拉伸性能试验结果的主要因素及其原因进行分析,进而正确的试验,获得可信的数据,对橡胶制品的设计、生产就有着积极的意义。
一起了解下样品尺寸、拉伸速度、压延方向等因素对橡胶的拉伸性能试验结果的影响。
一、试样尺寸
在橡胶的拉伸试验中,哑铃形试样是常用的试样规格。在GB/T528中规定了几种不同的裁刀尺寸规格,狭窄部分的宽度有四种:6.0、5.0、4.0和2.0。
狭窄部分宽度不同,试验结果不同,对于相同样品制成不同尺寸的哑铃形试样测得的试验结果是没有可比性的。
但通常情况下,随着狭窄部分的宽度增加,测得的拉伸强度和扯断伸长率随之降低。这是因为橡胶胶料中存在微观缺陷,即使通过混炼也不可能完全消除,只是缺陷减少、分布更加均匀。
随着样品的狭窄部分的截面积越大,缺陷存在的机率也随之,体现为拉伸性能下降。但选择狭窄部分较宽的试样*出现拉伸试验过程中早期断裂的情况,这是因为狭窄部分在拉伸过程中会出现受力不均的现象,试样边缘的应力会大于中间的应力,狭窄部分越宽,这种差异就越大。
在进行拉伸试验时,试样的通用厚度为2.0,大量的试验数据表明:随着试样厚度的增加,试样的拉伸强度和扯断伸长率都随之下降。
这是因为随着试样厚度的增加,狭窄部分的截面积增加,内部**缺陷出现的机率和试样边缘和中心的应力不均的情况都随之增加,从而导致试样拉伸性能的下降。
同时,随着试样厚度的,在进行哑铃形样条冲裁时,在狭窄部分的厚度方向会出现弧形凹陷,实际的宽度将小于裁刀的公称宽度,截面积也将小于公称面积,由此所得的拉伸性能自然也将偏小。因此,在硫化试片时,应尽量选择精度高的模具,在选择裁刀时,也应根据试片的实际情况选择合适的尺寸,由此减小试样尺寸对试验结果的影响。
二、拉伸速率
国标GB/T528规定硫化橡胶在进行拉伸试验时的拉伸速度为1型、2型、1A型试样500±50/min,3型、4型为200±20/min,通过大量的试验数据表明:随着试验速度的增加,所测的拉伸强度也随之增加,且不同试验速度所得的拉伸强度没有可比性。这是因为在橡胶拉伸过程中,橡胶会随之产生松弛效应,速度越快,橡胶松弛的时间越短,由松弛效应产生的应力减少就小,拉伸强度就随之提高,反之下降。
三、试样的压延方向
在国标GB/T528中明确规定,在不研究压研效应的前提下,对硫化橡胶取样时,要平行于材料的压延方向裁切,应尽量保证试样的拉伸方向与压延方向保持一致,否则所得的试验结果将显著偏低。
这是因为硫化橡胶的胶料在混炼时受到了剪切应力,分子链排列方向与辊筒方向一致,压延过程中橡胶的分子链进行了一次取向,因此,平行压延方向所得的拉伸强度要比垂直压延方向的结果更大。
四、试样的调节时间
在国标GB/T528中规定,对硫化橡胶的所有试验,硫化与试验间的短时间间隔应为16h,对于制品试验,间隔应不**过3个月,且在调节期间应尽可能完全的加以避光、隔热等防护,使其不受可能导致其损坏的外来影响。
实验表明:随着调节时间的延长,试样的拉伸性能会有少许提高,且数据的分散性减小。这是因为胶样在加工过程中会产生大量的内应力,停放一段时间后,可使试样内应力趋向均匀分布,逐渐减小以至消失,避免了因内应力集中而使拉伸试样提前断裂,数据失真。
结语:在硫化橡胶的拉伸试验中,试样的尺寸、拉伸速率、压延方向和停放时间等因素对测试结果的影响非常显著,为获得准确的测试结果。
在试验过程中,必须对这几个因素进行严格的控制,避免产生不必要的试验误差,提高试验结果的准确性,并使结果具备横向可比性和重现性。
薄膜拉伸测试选机构办理,众所周知,塑料薄膜是主要的软包装材料之一,对于高分子聚合物来说,在没有外力作用时,大分子链、链段或微晶的排列是无序的,呈现各向同性。当受到拉伸应力等外力作用时,大分子链、链段或微晶就会沿着外力方向进行有序排列,产生不同程度的取向,形成取向态结构。但是取向后,由于取向方向与未取向方向上原子之间的作用力不同,聚合物呈现为各向,致使材料在取向方向上的模量、强度、折射率等性质与取向前有了显着的差别。因而对于成品薄膜,由于纵向、横向取向程度的不同,其拉伸试验时的结果差异较大,今天我们就给大家介绍几款塑料薄膜的拉伸试验。
本次试验根据国标关于塑料试样状态调节和试验的标准环境规定的环境条件下放置4~8h,并用我司生产的0.5级拉力试验机进行试验,并根据相应数据曲线获得其不同的特点。
1.BOPP薄膜
BOPP薄膜的拉伸试验采用切割法制备试样,试样类型为2型试样,采用长150、宽(15±0.1)的长条形,夹具间距为100,试验速度为(250±25)/min,分别进行纵向和横向拉伸测试,绘制拉伸曲线
2.CPP薄膜
CPP薄膜试样采用长150、宽15的长条形,标距为50,试验速度为(500±50)/min,分别进行纵向和横向拉伸测试,绘制拉伸曲线,如图2所示。
图2 CPP薄膜拉伸曲线(厚度:25μm)
CPP薄膜纵向、横向拉伸曲线形态近似,起始拉伸力*上升,曲线斜率较大,进入屈服后拉伸力随拉伸伸长的无明显变化,曲线呈波浪状起伏,随后随拉伸伸长的薄膜拉伸力呈线性升高,表现出拉伸硬化现象。
3.LDPE薄膜
LDPE薄膜试样为2型试样,宽度为10,夹具间距为50,试验速度为(500±50)/min,分别进行纵向和横向拉伸测试。
4.BOPET薄膜
BOPET薄膜试样采用2型试样,长150、宽(15±0.1)的长条形,夹具间距为100,试验速度为(100±10)/min,分别进行纵向和横向拉伸测试
BOPET薄膜纵向、横向曲线形态和数值均相近,起始拉伸力*上升至明显的屈服拐点,之后拉伸力随拉伸伸长的基本呈线性升高;曲线形态光滑平直,表现出拉伸力稳定,表明材料性能较为均衡。
拉伸性能测试(静态)拉伸性能测试主要确定材料的拉伸强度,为研究、开发、工程设计以及质量控制和标准规范提供数据。在拉伸测试中,薄的薄膜会遇到一定困难。拉伸试样的切边必须没有划痕或裂缝,避免薄膜从这些地方开始过早破裂。
对于更薄的薄膜,夹头表面是个问题。必须避免夹头发滑、夹头处试样破裂。任何防止夹头处试样发滑和破裂,而且不干扰试样测试部分的技术如在表面上使用薄的橡胶涂层或使用纱布等都可以接受。
从拉伸性能测试中可以得到拉伸模量、断裂伸长率、屈服应力和应变、拉伸强度和拉伸断裂能等材料性能。ASTMD638(通用)0和ASTMD882)(薄膜)中给出了塑料的拉伸性能(静态)。
拉伸强度
拉伸强度是用大载荷除以试样的初始截面面积得到的,表示为单位面积上的力(通常用MPa为单位)
屈服强度
屈服强度是屈服点处的载荷除以试样的初始截面面积得到的.用单位面积上的力(单位MPa)表示,通常有三位有效数字。
拉伸弹性模量
拉伸弹性模量(简称为弹性模量,E)是刚性指数,而拉伸断裂能(TEB,或韧性)是断裂点处试样单位体积所吸收的总能量。拉伸弹性模量计算如下:在载荷-拉伸曲线上初始线性部分画一条切线,在切线上任选一点,用拉伸力除以相应的应变即得(单位为MPa),实验报告通常有三位有效数字。
正割模量(应力-应变间没有初始线性比值时)定义为应变处的值。将应力-应变曲线下单位体积能积分得到TEB,或者将吸收的总能量除以试样原有厚度处的体积积分。TEB表示为单位体积的能量(单位为MJ/m),实验报告通常有两位有效数字。
拉伸断裂强度
拉伸断裂强度的计算与拉伸强度一样,但要用断裂载荷,而不是大载荷。应该注意的是,在大多数情况中,拉伸强度和拉伸断裂强度值相等。
断裂伸长率
断裂伸长率是断裂点的拉伸除以初始长度值。实验报告通常有两位有效数字。
屈服伸长率
屈服伸长率是屈服点处的拉伸除以试样的初始长度值,实验报告通常有两位有效数字。
塑料薄膜的包装产率
有一种的ASTM测试方法(ASTMD4321])测定塑料薄膜的“包装产率”,以试样单位质量上的面积表示。在这种测试中,定义并得到标称产率(用户和供应商之间达成的目标产率值)、包装产率(按标准计算的产率)、标称厚度(用户和供应商之间达成的薄膜厚度目标值)、标称密度和测量密度等值。对于加工厂商来说包装产率值很重要,因为它决定了某种应用中一定质量的薄膜可以得到的实际包装数量。
拉伸试验机的功能有哪些
简介
拉伸试验机
微机控制电液伺服试验机集电液伺服自动控制、自动测量、数据采集、屏幕显示、试验结果处理为一体,以油缸下置式主机为平台,配置精密油泵和电液伺服阀、PC机伺服控制器,实现多通道闭环控制,完成试验过程的全自动控制、自动测量等功能,具有性好、可靠性高、升级简易等特点,并可随着试验机测控技术的发展和试验标准的变化而不断充实完善。
主要功能
主要适用于金属及非金属材料的测试,如橡胶、塑料、电线电缆、光纤光缆、安全带、保险带、皮革皮带复合材料、塑料型材、防水卷材、钢管、铜材、型材、弹簧钢、轴承钢、不锈钢(以及其它高硬度钢)、铸件、钢板、钢带、有色金属金属线材的拉伸、压缩、弯曲、剪切、剥离、撕裂、两点延伸(需另配引伸计)等多种试验。
伺服拉力试验机主要特点:
采用进口光电编码器进行位移测量,控制器采用嵌入式单片微机结构,内置功能强大的测控软件,集测量、控制、计算、存储功能于一体。具有自动计算应力、延伸率(需加配引伸计)、抗拉强度、弹性模量的功能,自动统计结果;自动记录大点、断裂点、点的力值或伸长量;采用计算机进行试验过程及试验曲线的动态显示,并进行数据处理,试验结束后可通过图形处理模块对曲线放大进行数据再分析编辑,并可打印报表,产品性能达到国际水平。
试样的加力操作。上横梁9、滚珠丝杠6与工作台4这三部分组成一个框架,活动横梁5用螺母与滚珠丝杠联接。当电动机3受控而转动时,经主变速箱1及传动齿轮2使滚珠丝杠6转动,活动横梁5向下移动时,在其上部空间可进行拉伸试验,在其下部空间可进行压缩、弯曲试验。
试验机活动横梁的移动速度(试验速度)可通过改变直流电动机的转速和变速箱的速比进行调节。
力的测量由力传感器8和力值测量单元组成。试样所承受的力通过传感器由力值测量系统转换成相应的电信号,经放大后通过函数记录仪进行记录或通过直流数字电压表显示出来。
变形的测量由装在试样上的位移传感器7通过变形测量系统将试样的变形转换成电信号,经放大后输入函数记录仪或数字电压表显示。
高温拉伸试验
高温拉伸试验是在室温以上的高温下进行的拉伸试验。高温拉伸试验时,除考虑应力和应变外,还要考虑温度和时间两个参量。温度对高温拉伸性能影响很大,因此对温度的控制要求很严格。试样一般采用电炉加热,炉子工作空间要有足够的均热带,用仪表进行自动控制温度。
试验分析
金属材料的高温拉伸试验所规定的性能指标与常温拉伸试验时基本相同,但一般是测定抗拉强度、屈服强度、断后伸长率和断面收缩率性能指标。由于做高温短时拉伸试验时,负荷持续时间的长短,对拉伸性能有显着影响。快速拉断短时高温拉伸试样时,抗拉强度值明显提高。