胶力学性能与测试

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1、胶力学性能与测试

2、橡胶力学与测试

3、橡胶力学与测试一、生胶性能未经加工的原料橡胶俗称生胶，其实生胶也并非100%纯净的，如天然胶中含有的非橡胶烃(约5%)包括树脂酸蛋白质等物质，在SR中同样添加了防老剂及未耗尽的合成助剂，如：分子量控制剂，终止剂及分散剂等。不过大体上讲，生胶与胶料相比更能代表橡胶固有的特性，包括如下：1、分子量。指橡胶大分子的分子量的平均值，应该把橡胶看成不同分子量聚合物的体系，既有高分子量级份，也混杂一些低分子量级份，这是不可避免的，所以只能以平均分子量的概念来描述。根据不同测试方法又分粘均分子量、散均分子量及重均分子量。比较常用的是粘均

4、分子量，因为比较容易测，采用不同粘度来表征不同分子量，更为直观(分子量越大，粘度越高)。分子量与生胶性能之间有着直接和密切的关系，一般而言分子量越大，则生胶的强度越高，力学性能越好，但是随着分子量的增大，加工时的流动性变差。2、分子量分布。橡胶实际上是不同比例的大小分子量不同的分子链的混合物，如果把不同的分子量按出现的频率来排列，则可得到分子量分布曲线。NR的分子量分布特点：中等分子量占统治地位，高分子量及低分子量级各占少数，其中高的部分有利于力学性而低的部分则有利于加工，因此兼顾了性能和加工。SR的分子量分布特点：分子量分布很窄，局限在很小的范围，因为缺

5、少低分子量部分所以加工性不及NR，但性能均匀性好。原因是合成橡胶的分子量由人为地加以控制，所以模式单纯，难以做到大、中、小兼顾。3、凝胶含量。一般只发生在SR。当聚合过程中，因结构控制不同，形成太多的支链结构，结果这一部分就出现凝胶，用溶剂无法溶解故称凝胶。炼胶时助剂难以进入，影响性能。4、侧挂基团。橡胶单体上的不同基团给橡胶带来不同的特性。如：－COOH(羧基)：能赋予良好的粘性；－CL：具有极性及电负性；苯基：体积庞大可以阻拦射线，故具抗射线性良好。5、极性。与基团有密切相关，凡是带有腈基(-CN)羟基(-OH)和羧基(-COOH)等基团的橡胶都有较强

6、的极性，称为极性橡胶。他们与金属有良好的结合性，另外极性接近的橡胶，彼此容易掺和。二、硫化胶性能如果说生胶和未硫化胶的性能主要为加工生产服务，那么硫化胶性能主要为客户和实际应用服务。硫化胶性能可以概括分为俩大类即力学性能及抗环境性能，前者都是衡量橡胶在受力情况下的性能，主要有拉伸强度、定伸强度、扯断伸长率、拉伸永久变形(均在拉力机上进行)、硬度、回弹性、压缩永久变形、抗撕裂强度、粘和强度等。后者是测量橡胶在外界环境下的性能变化，包括热老化性能、抗臭氧性能、阻燃性能、抗霉性能等。先将常用的硫化胶测定项目简述如下–1、拉伸强度。用拉动机对橡胶试片进行拉伸，测定

7、断裂时的强度以Mpa表示，是衡量橡胶力学性能的最主要最基本项目，其值越大，表明强度越大，一般在10~30Mpa。2、定伸强度。试样拉伸到一定长度时，单位面积所需的力。可以反映橡胶的交联程度。其值越高，表明橡胶越坚韧，单位MPa3、扯断伸长率。试样拉断时，伸长部分与原长的百分比，用以表示橡胶在伸长时的应变能力的极限，以%表示。4、永久变形。试样经一定时间的外力作用后，不能恢复的变形部分的百分比，其值越小，则橡胶的弹性复原性越好。5、撕裂强度。橡胶抵抗裂口处撕开的性能，以单位长度的撕开力来表示KN/m6、硬度。将一定直径的钢性球体压入橡胶试样到一定深度所需的负

8、荷与弹性模量之比，用以反映橡胶的弹性模量，也可判断硫化状态。7、耐磨性。常用阿克隆磨耗机测定，对滚动磨擦件最适宜，其测试方法是将圆盘形试片定位于磨耗实验机上，在一定压力下，与砂轮以一定斜度角(15°)进行相对摩擦测定其在1.61km(1英里)的行程内被磨下的胶粉，在按密度换算成体积，故其取值单位为cm3/1.61km，值越小耐磨性越好。8、回弹性。又称冲击弹性，指橡胶受冲击后能复原的程度，通常以回弹率表示，有两种测定法：⑴落球法将一定质量的钢球，从一定高度落下，打在橡胶试样上侧其回弹的高度。⑵摆锤法用有支点的钢锤撞击橡胶试样，侧其回弹幅度以前后的百分比表示

9、。)9、耐老化性。常用热气老化箱法，将橡胶试样放入有热空气加热的老化烘箱内，定温定时老化(例70℃×100h)后，测定性能的保持率，以表示老化程度，称老化系数，一般系数越接近1.0的越好。10、耐寒性。通常以脆性温度表示，脆性温度越低表示橡胶的耐寒性越好。方法如下，用开水放入保温瓶内制冷，到所需温度后，用夹持器将试样垂直送入保持3分钟取出，在0.5秒内用冲击器冲击试样，出现裂口或扯断的最高温度即脆性温度，表示该橡胶耐低温水平。三、未硫化胶的性能生胶与助剂相混，但未经硫化的橡胶称未硫化胶，也称胶料。可以理解为半成品，它们跟加工过程有密切关系：1、流动性。和可

10、塑性相关，可塑性越大，则流动性越好，吃粉容易；在压延挤出过程中，十