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1、橡胶拉伸应力试验法中若干技术问题在橡胶工业的生产和科研过程中,拉伸应力-应变试验是检验和控制橡胶制品质量的重要的物理测试项目。在鉴定橡胶原材料和各种配合剂、控制工艺条件以及进行新产品的试验时,也往往首先要进行拉伸应力-应变试验。现就该试验法在技术上经常出现的几个问题讨论如下。1关于/拉伸强度和/拉断强度拉伸强度和拉断强度是很容易被试验者混淆的两个概念,在GB/T6039-1997中规定:/拉伸强度是指试样拉伸至断裂过程的最大拉伸应力;拉断强度是指试样拉伸至断裂时刻所记录的拉伸应力0。在新发布的国家标准GB/T528-1998中也规定:拉伸强度按式(1-计
2、算:（1）式中T----拉伸强度,MPa;Fm----记录的最大力,N;W----裁刀狭小平行部分宽度,mm;t---试验长度部分的厚度,mm。断裂拉伸强度(拉断强度-按式(2-计算:（2）*原标准中用TS表示。式中Tb----断裂拉伸强度,MPa;Fb----试样断裂时记录的力,N;W----裁刀狭小平行部分宽度,mm;t----试验长度部分的厚度,mm。一般而言,如果断裂时刻产生了最大力,则拉伸强度与拉断强度相等;但有些材料并非在断裂时刻产生最大力,也许在断裂前(屈服点Y-就记录到最大力Fm,这时,拉伸强度与拉断强度则不相等,见图1。对于摆锤式拉力机
3、,如果在断裂前出现了最大力,而断裂时产生的力略小,在表盘上显示的是出现在屈服点处的最大力(因指针不能回退-,计算出的则是拉伸强度而不是拉断强度。对于新型电子拉力机,在同一拉伸过程中,应有能显示拉伸强度和拉断强度的功能。图1拉伸术语的图示Tb-断裂拉伸强度;T-拉伸强度;SY-屈服应力;Eb-拉断伸长率;EY-屈服点伸长率;S-应力;E-伸长率;Y-屈服点2关于试样在试验长度以外的断裂问题GB528-82为靠拢国际标准,开始采用宽度6.0mm哑铃状裁刀并制定了一系列相应的规定。由于6.0mm宽哑铃状试样狭小平行部分较长,试验长度之外尚有部分狭小区域,见图2
4、,试样在试验长度(标线-之外断裂几率较大。为验证线外断裂是否有效,曾做过大量试验。例如就4个胶型做过线内外断裂的拉伸强度试验,结果表明,/线外断与/线内断的拉伸强度尽管有差异,但不明显。扯断伸长率的情况亦是如此。王梦蛟等对哑铃状裁刀问题进行过试验考察,对NR,BR和SBR三种硫化胶做了大量验证试验。结果表明,无论何种胶料,其拉伸强度和扯断伸长率随断裂位置的变化均呈无规分布,用线性回归法求出的相关系数也表明,各试样的拉伸强度和扯断伸长率与其断裂位置不存在线性相关性。基于上述验证试验,GB/T528-92和最新修订版GB/T528-1998中都明确规定/如果
5、试样在狭小平行部分之外发生断裂,则该试验结果应予以舍弃,并应另取一试样重复试验”。这一点与ISO37:1994是有差异的。ISO37:1994规定/在试验长度之外发生断裂,则该试样作废并另取一试样重复试验”。图2哑铃状试样示意图A-试验长度;B-狭小平行部分长度至此,橡胶界人士关于标线外断裂问题上的长时间争论有了结果。3关于3.2mm宽裁刀问题按照有关规定,3.2mm宽裁刀在1984年以后应停止使用,但到目前为止,许多企业仍在评定原材料性能时使用3.2mm宽裁刀,并有6.0和3.2mm宽裁刀并用现象。3.2mm宽裁刀多年禁而不止主要有以下原因:(1-同种
6、胶料3.2mm宽裁刀所裁试样的拉伸强度试验数据比6.0mm宽裁刀所裁试样的大。这是因为试样的断裂主要是由于其内部存在/薄弱环,它是由胶料里的空穴、裂缝、气泡、杂质等微观缺陷产生的。这些微观缺陷常成为试样受力时的应力集中点,从而导致试样被破坏。胶料经过混炼之后,这些微观缺陷一般不会消失,只不过分布比较均匀。因此,试样狭小平行部分的宽度越大,其工作部分的体积就越大,缺陷存在的概率亦越大。(2-3.2mm宽裁刀在肩部断裂几率较小。这方面曾做过如下的验证工作:(a-肩部断裂与哑铃状试样的形状及各部位尺寸有关,裁刀示意见图3。试验表明,C值(内弧度-较小的试样肩部
7、断裂比较严重,C值较大者肩部断裂情况有明显改善,其断裂位置的分布也比较宽。(b-狭小平行部分宽度的减小有利于缓解肩部断裂。(c-狭小平行部分长度大的裁刀C值过大或过小都不利于试样的正常断裂,而狭小平行部分长度与标线间距离相等者,则C值大时有利。3.2mm宽裁刀在这三方面都占优势:C值较大;狭小平行部分宽度小;狭小平行部分长度与标线间距离相等。图3哑铃状试样用裁刀A-狭小平行部分的宽度;B-狭小平行部分的长度;C-内弧度在新发布的GB/T528-1998中,为减少6.0mm宽裁刀所裁试样在拉伸过程中肩部断裂问题,采取了使试样总长可以稍大的措施,标准注明/为
8、确保试样端部与夹持器接触,有助于避免-肩部断裂.,可使总长度稍大些0。(3-3.
