橡胶硬度实验.ppt

橡胶硬度实验,分享人：陈晶,1,硬度试验,橡胶的硬度值表示其抵抗外力压入即反抗变形的能力，其值大小表示橡胶的软硬程度，根据硫化胶硬度大小可以判断半成品的配炼质量及硫化程度，因而硬度作为混炼快检指标之一同时可间接了解其他力学性能2,目前国际上有很多种橡胶硬度计，总的分为两大类: 一类是圆锥形平端针压头（压针）如邵尔硬度计； 二类是圆球形压头，如国际硬度（IRHD）、邵尔硬度计、赵氏硬度计等 两者的共同点是在一定力的作用下（弹簧或定负荷砝码），测量橡胶的抗压性能不同的是除了压针性状不同外，加入负荷的形式不同，前者为动负荷，后者为定负荷 我国一般测定橡胶硬度采用邵尔硬度邵尔硬度分为A、C、D等几个型号，邵尔A为测量软质橡胶，邵尔C为测量半硬质橡胶，D型为测量硬质橡胶邵尔硬度计结构简单，操作、携带方便国际硬度为负荷固定，测量过程中可减少人为误差，结果精确3,一、试验原理,压入硬度是测量规定性状的压针在一定的条件下压入橡胶的深度，最后换算为一定的硬度单位表示出来 如邵尔硬度计测定的是压针压入深度与压针露出长度（2.5mm）之差对压针露出长度比值百分率，可用下列公式表示 T=2.5−0.025ℎ h=（2.5−𝑇）/2.5×100 式中T——压针压入深度，mm； h——邵尔硬度。

由此可知，对于一个流动性很好的材料T=2.5，所以h为0，对于刚性材料T=0,h=100，硬度范围0——100度，测定最佳范围在20——90度4,二、仪器,硬度计按型式可分为台式和手提式，一般实验室多采用台式硬度计，使用支架固定硬度计或压针轴上涌砝码加力使压足和试样接触，或两种方法兼用，可以提高测量准确度对于邵尔硬度计，A型推荐使应1kg砝码，D型推荐使用5kg砝码台式硬度计是由底座、工作台面、压针、刻度表、砝码盒主柱等组成5,,,,,,5,4,3,2,1,6,1——底座；2——工作台面 3——压针；4——刻度表 5——砝码；6——主柱 硬度计示意图,三、试样,（1）试样厚度不小于6mm，如试样厚度低于6mm，可用同样胶片重叠起来， 但重叠数不得超过3层，每层厚度不小于2mm，但这样测量的结果与 整块试样上测量的硬度是不能相比较 （2）试样表面应光滑、平整、不应有缺胶、机械损伤及杂质等如试样 表面有杂质，需用纱布沾酒精擦净 （3）试样必须有足够的尺寸，保证压针和试样接触位置距离边缘至少 12mm，即试样外形尺寸必须在24mm以上 （4）试样在试验温度下应至少停放5h6,四、试验步骤,（1）整理设备仪器、环境、准备相关工作。

（2）试验前检查硬度计指针是否指零点（如指针量偏离零位时，可以轻 松动右上角压紧螺丝，转动表面，对准零位），并检查压针于玻璃 面上（压针端面与压脚底面严禁接触于玻璃上）是否指于100度， 如不之零位和100度时，可轻微按动压针几次，如仍不指零位和100 度时，则不能使用，如在定荷架上使用时，可波动手柄，使工作台 上升，将定位销插入工作台下部小孔，调整工作台水平后使用，如 仍不指100度时同样不可以使用 （3）将试样置于硬度中玻璃面上用定负荷架辅助测定试样的硬度在 试样缓慢地受到1kgf负荷，（硬度计的底面与试样表面平稳地完全 接合）时立即读数（1s内）,7,（4）试样上的没一点只准确测量一次硬度，点与点间距离不少于6mm， 点与边间距不少于12mm （5）每个试样的测量点不少于5个，取其中值为试验结果，试样结果精 确到整数位 （6）如是手提式，把试样放置在坚固的平面上，拿住硬度计，压足中孔 的压针距离试块边缘至少12mm，平稳地把压足压在试样上，不能有 任何振动，并保持压足平行于试样表面，以使压针垂直地压入试样 所施加的力邀刚好足以使压足和试样完全接触，除另有规定，必须 在压足和试样完全接触后1s内读数，如果是其他间隔时间读数则必 须说明。

8,（7）使用邵尔硬度计时，但A型硬度计测量值超出90度时推荐用D型硬度 计，当D型硬度计测量值低于20度时推荐用A型硬度计，A型硬度计 值低于10度时不准确的，测量结果不能使用 （8）试验结束后，清理现场并作好相关实验使用记录9,五、实验的影响因素,（1）温度的影响 当试样温度高时，由于高聚物分子的热运动加剧，分子间作用力减 弱，内部产生结构的松弛时间下降，降低了材料的抵抗作用，因而 硬度值降低胶料不同其影响程度不同，如结晶速度慢的天然橡胶、 温度对其影响太小，而氯丁橡胶、丁苯橡胶等则影响显著 （2）试样厚度的影响 邵尔A型硬度值是由压针压入试样的深度来测定，因此试样厚度直 接影响试验结果试样受到压力后产生变形吗，受到压力的部分变 薄，硬度计压针则会受到承托试样的玻璃片的影响，硬度值增大 所以，试样厚度小硬度值大，试样厚度大硬度值小10,（3）读数时间的影响 邵尔A型硬度在测量时读数时间对试验结果影响很大压针与试样 受压后立即读数与指针稳定后再读数取数值，所得的结果相差甚大， 前者高，后者偏低，二者之差可达5——7度左右，尤其在合成橡胶 测试中较为显著，由于橡胶是高分子黏度性体，受外力作用后具有 松弛现象，随着压针对试样加压时间的增长，因而试样对硬度计压 反抗力减小，所以硬度减小。

所以当试样受压后应立即读取数据 （4）压针长度对试验结果的影响 在标准中规定邵儿A型硬度计的压针露出加压面的高度为2.5mm在 自由状态时指针应指零点当压针压在平滑的金属板或玻璃上时， 仪器指针指100度如果指示大于或小于100度时，说明压针露出高 度大于2.5mm或小于指针2.5mm，在这种情况下应停止使用，进行校 正当压针露出高度大于2.5mm时测得的硬度值偏高11,（5）压针端形状对试验结果的影响 邵尔A型硬度计的压针端部在长期作用下，造成磨损，使其几何尺 寸改变，影响试验结果，磨损后的端部直径变大所测之结果也大， 这是因为其单位面积的压强不同所致，直径大则压强小所测硬度值 偏大，反之偏小12,密度测定,橡胶的密度指在一定的温度下，单位体积的橡胶质量橡胶相对密度指单位体积橡胶的质量和同体积的纯水质量的比值 测定密度的方法很多，工业生产中最常用的是浮力法和分析天平法 一、浮力法 浮力法是根据阿基米德浮力定律，将一均匀物件放入液体中如果物体密度大于液体密度，则物质下降，如物体密度小于液体密度，则物体上浮 此法要已知试样密度范围前提下或者校核试样密度时，采用此法具有速度快特点，因而广泛地用与混炼胶密度测定，但要测定具体密度数值是比较困难的。

13,分析天平法,测试原理 根据阿基米德定律，物体浸没在水中时，其浮力等于其体积与水密度季，如下式所示 F=𝑉×𝑝 V=𝐹/𝑝 式中 V——物体体积； F——浸没时物体的浮力； p——水的密度 气的体积从求出密度14,试样 （1）试样为任意形状，质量小于1g （2）试样不得有气泡、裂缝，表面清洁无杂质，停放期间避免阳光直射 及其他破坏性的影响 （3）试样需在硫化之后间隔不少于6h，最长不超过4个星期 （4）试验前应在标准室温下（23℃±2℃）将试样放置不少于2h，为了便 于比较，应尽可能在相同时间间隔中进行测试15,试样步骤 （1）检查天平，整理设备仪器、环境，准备相关工具 （2）用感量为0.001g分析天平称量试样在空气中的质量M1 （3）将跨架置于天平盘和吊篮的空挡中，再将盛有蒸馏水的烧杯放置于 跨架之上水温与测试温度相同 （4）将直径小于0.2mm的钢丝或毛发制的吊环，挂于天平吊钩上，称其 在蒸馏水中质量M3，若吊环质量小于0.010g，则不必进行质量修正 （5）将试样置于吊环上，先用蒸馏水润湿试样表面，称其在蒸馏水中的 质量M2 （6）如果试样密度小于1kg/cm3,则在吊环上吊挂一个坠子，把试样坠入 水中进行称量，但应测定坠子及吊环在水中的质量M3。

（7）试样结束后，关机、关电等清理现场并做好相关实验使用记录16,实验装置图,17,,,,1,2,3,4,5,6,7,8,9,1——天平臂 2——毛发 3——吊篮 4——烧杯 5——吊环 6——试样 7——坠子 8——跨架 9——天平盘,结果计算 橡胶的密度可采用下列公式求的得： 𝑝= 𝑀1 𝑀1−𝑀2+𝑀3 ×𝑃0 式中 p——试样在试验温度下密度，g/cm3; M1——试样在空气中的质量，g； M2——试样在水中的质量（包括吊环或坠子），g； M3——吊环（或坠子）在水中的质量，g； P0——水灾试验温度下的你读，g/cm3 在标准试验温度下的水的密度可以为1g/cm3,M每种试验品德数量不少于2个，取其算术平均值作为试验结果,18,The End,19,。