硬度的测量
硬度是橡胶技术中的重要参数之一.德国Freudenberg Process Seals机构对所有弹性体材料的标准硬度进行了明确定义,(例如70EPDM 291).目前虽然有很多不同的标准方法来测量硬度.但总是来测量一个固定的检测器在一定的力量下能挤入胶体的深度.
根据DIN 53505测量邵氏A硬度
这个方法是Albert F. Shore在20年代发明的,是目前测量弹性胶体ZUI普遍应用的方法.
检测器的面必须是平整的平行面.测试的数字要在停留3秒钟后读取.因此邵氏A的测量基本是用在材料研发和配方原料的放行.对有形材料来说,只能是在它有足够的厚度和平整平面的前提下才能用此方法.邵氏A适合10到90的硬度测量.超过90的硬度必须用邵氏D测量方法.它不适用于弹性胶体的硬度测量.
硬度测试仪器
-硬度测试仪器必须符合下列要求,必须标明邵氏A硬度或者邵氏D硬度测试仪,还要标明生产厂家标识和生产编号.
-刻度划分值必须有硬度单位而且刻度的间距必须≥1mm.
-挤压体的形状和尺寸,以及支架表面必须符合图1.
-测试仪的弹性值是通过给挤压体加力来计算出的,这些力由重物产生.
弹性的理论值在表1中列出,取舍到5mN.
-邵氏A和邵氏D的硬度测试仪容许有±1的公差.内部使用的仪器要由使用者经常监控.用在检测有约束性的数据(例如验收检测等)时,测试仪必须根据DIN51220每年由官方检测机构检测一次.
测体
形状:
测试面积的直径必须≥35mm,必须是光滑的,平整的.测试邵氏A硬度时测体表面必须涂上滑石粉.测体的厚度必须≥6mm
体积改变的测量
液体和气体这些介质会以不同的方式对弹性胶体发生影响.这里人们区分化学介质和物理介质.化学介质会和弹性胶体发生反应,并能不可逆转地改变它的性质,例如在成分链中分离链接点(=失去弹性)或者通过形成更多的链接点(=材料变硬).有些介质也会攻击弹性胶体的分子链并摧毁它.物理上活性介质可以导致两种过程同时发生:
a. 通过弹性胶体吸收介质
b. 从弹性胶体中分离可溶解的混合体组成部分(例如软化剂).
这个过程可以通过检测体积的改变来确定,如果a大于b就是膨胀,或者如果b大于a就是萎缩.
膨胀过程一般是不可逆转的.
体积改变的程度受以下因素的制约:
-介质的种类
-弹性胶体的构造
-温度
-厚度
-胶体的张弛状态(在张弛状态中影响较大,在压缩状态中影响较小)
因为弹性胶体的网状分子结构,膨胀受到限制, 即它们达到一定的边缘值后就不会再变化了.
挤压的痕迹
压痕是评估弹性胶体在长时间不断的挤压作用后回弹的标准.
弹性胶体的挤压痕迹
根据DIN 53 517 或者DIN ISO 815 或者ASTM D 395, 在不断挤压作用下来测量挤压变形后的痕迹.它体现了被测试材料的变形部分.对弹性胶体有很多测试方法,例如抗拉强度可以说明材料的质量和特性.挤压痕迹是材料在使用前要注意的一个重要因素.特别是用于密封或者垫板时,压痕是一个重要的参数.
测量方法
为确定这个参数,用一个圆柱形的检测器挤压25%,在一定的温度下置放一定的时间.挤压痕迹测试的温度和介质(多数为空气,但有时是油和其它液体)取决于被测量的材料,取决于它的用途及结构(例如对EPDM剖面要求在70度下放置24小时).挤压结束后30分钟在室温下再次测量高度,从中测出压痕.
压痕是0%意味着被测体又完全达到了原始的厚度(现实中是不可能的),压痕是100%意味着物体在试验过程中完全变形,没有任何回弹性.
计算公式为: 压痕(%)=(L0-L2)/(L0-L1)x100%
压痕=%表示挤压后的痕迹
L0=测量前的高度
L1=测量中的高度
L2=测量后的高度
现实意义
例如一个法兰密封圈在安装过程中被挤压到一定的厚度,在法兰表面上产生压力.随着时间的推移压力减弱,因为胶体变形.如果变形部分太大,那么压力和密封作用会减弱,会出现漏气,平面胶体在长时间使用的温度下,压痕值不能大于40%.
要注意的是:
压痕的数值必须在下列参数一致的情况下才能进行比较:
-挤压(通常挤压25%)
-挤压时间(通常为24小时或者72小时)
-挤压过程中的温度(取决于被检测的胶体)
-介质,在什么介质中检测(通常为空气)
-检测器的形状
抗拉强度试验
每个抗拉强度试验都是要测出以下三个数值:
拉撕强度(sR)是拉撕瞬间所达到的力(FR)除以检测开始前测体的初始截面(AO): sR=FR/AO(N/mm2)
张力值(sx)的定义是为一定的拉伸(ex)(通常为100%)而所需的力(Fx),除以初始截面(AO): Sx=Fx/AO(N/mm2)
断裂拉伸(eR)是断裂瞬间达到的长度(LR-R0)和初始长度(L0)之间的百分比关系:
eR=『(LR-L0)/L0』*100(%)
注意:
Freudenberg Process Seals机构的资料对所有材料的拉撕强度,100%张力和撕裂拉伸这三种参数都进行了明确的规定.这些参数会受到硫化程度,配方比例,填充剂(炭黑,软化剂,防老化剂等等),仓储条件和老化的影响.
