橡膠硬度實(shí)驗(yàn)

1、橡膠硬度實(shí)驗(yàn)分享人：陳晶1硬度試驗(yàn)橡膠的硬度值表示其抵抗外力壓入即反抗變形的能力，其值大小表示橡膠的軟硬程度，根據(jù)硫化膠硬度大小可以判斷半成品的配煉質(zhì)量及硫化程度，因而硬度作為混煉快檢指標(biāo)之一。同時(shí)可間接了解其他力學(xué)性能。2目前國(guó)際上有很多種橡膠硬度計(jì)，總的分為兩大類:一類是圓錐形平端針壓頭（壓針）如邵爾硬度計(jì)；二類是圓球形壓頭，如國(guó)際硬度（IRHD）、邵爾硬度計(jì)、趙氏硬度計(jì)等。兩者的共同點(diǎn)是在一定力的作用下（彈簧或定負(fù)荷砝碼），測(cè)量橡膠的抗壓性能。不同的是除了壓針性狀不同外，加入負(fù)荷的形式不同，前者為動(dòng)負(fù)荷，后者為定負(fù)荷。我國(guó)一般測(cè)定橡膠硬度采用邵爾硬度。邵爾硬度分為A、C、D等幾個(gè)型號(hào)，邵

2、爾A為測(cè)量軟質(zhì)橡膠，邵爾C為測(cè)量半硬質(zhì)橡膠，D型為測(cè)量硬質(zhì)橡膠。邵爾硬度計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作、攜帶方便。國(guó)際硬度為負(fù)荷固定，測(cè)量過(guò)程中可減少人為誤差，結(jié)果精確。3一、試驗(yàn)原理一、試驗(yàn)原理4二、儀器二、儀器硬度計(jì)按型式可分為臺(tái)式和手提式，一般實(shí)驗(yàn)室多采用臺(tái)式硬度計(jì)，使用支架固定硬度計(jì)或壓針軸上涌砝碼加力使壓足和試樣接觸，或兩種方法兼用，可以提高測(cè)量準(zhǔn)確度。對(duì)于邵爾硬度計(jì)，A型推薦使應(yīng)1kg砝碼，D型推薦使用5kg砝碼。臺(tái)式硬度計(jì)是由底座、工作臺(tái)面、壓針、刻度表、砝碼盒主柱等組成。55432161底座；2工作臺(tái)面3壓針；4刻度表5砝碼；6主柱 硬度計(jì)示意圖三、試樣三、試樣（1）試樣厚度不小于6mm，如

3、試樣厚度低于6mm，可用同樣膠片重疊起來(lái)， 但重疊數(shù)不得超過(guò)3層，每層厚度不小于2mm，但這樣測(cè)量的結(jié)果與 整塊試樣上測(cè)量的硬度是不能相比較。（2）試樣表面應(yīng)光滑、平整、不應(yīng)有缺膠、機(jī)械損傷及雜質(zhì)等。如試樣 表面有雜質(zhì)，需用紗布沾酒精擦凈。（3）試樣必須有足夠的尺寸，保證壓針和試樣接觸位置距離邊緣至少 12mm，即試樣外形尺寸必須在24mm以上。（4）試樣在試驗(yàn)溫度下應(yīng)至少停放5h。6四、試驗(yàn)步驟四、試驗(yàn)步驟（1）整理設(shè)備儀器、環(huán)境、準(zhǔn)備相關(guān)工作。（2）試驗(yàn)前檢查硬度計(jì)指針是否指零點(diǎn)（如指針量偏離零位時(shí)，可以輕 松動(dòng)右上角壓緊螺絲，轉(zhuǎn)動(dòng)表面，對(duì)準(zhǔn)零位），并檢查壓針于玻璃 面上（壓針端面與壓腳底

4、面嚴(yán)禁接觸于玻璃上）是否指于100度， 如不之零位和100度時(shí)，可輕微按動(dòng)壓針幾次，如仍不指零位和100 度時(shí)，則不能使用，如在定荷架上使用時(shí)，可波動(dòng)手柄，使工作臺(tái) 上升，將定位銷插入工作臺(tái)下部小孔，調(diào)整工作臺(tái)水平后使用，如 仍不指100度時(shí)同樣不可以使用。（3）將試樣置于硬度中玻璃面上。用定負(fù)荷架輔助測(cè)定試樣的硬度。在 試樣緩慢地受到1kgf負(fù)荷，（硬度計(jì)的底面與試樣表面平穩(wěn)地完全 接合）時(shí)立即讀數(shù)（1s內(nèi)）7（4）試樣上的沒一點(diǎn)只準(zhǔn)確測(cè)量一次硬度，點(diǎn)與點(diǎn)間距離不少于6mm， 點(diǎn)與邊間距不少于12mm。（5）每個(gè)試樣的測(cè)量點(diǎn)不少于5個(gè)，取其中值為試驗(yàn)結(jié)果，試樣結(jié)果精 確到整數(shù)位。（6）如是手

5、提式，把試樣放置在堅(jiān)固的平面上，拿住硬度計(jì)，壓足中孔 的壓針距離試塊邊緣至少12mm，平穩(wěn)地把壓足壓在試樣上，不能有 任何振動(dòng)，并保持壓足平行于試樣表面，以使壓針垂直地壓入試樣。 所施加的力邀剛好足以使壓足和試樣完全接觸，除另有規(guī)定，必須 在壓足和試樣完全接觸后1s內(nèi)讀數(shù)，如果是其他間隔時(shí)間讀數(shù)則必 須說(shuō)明。8（7）使用邵爾硬度計(jì)時(shí)，但A型硬度計(jì)測(cè)量值超出90度時(shí)推薦用D型硬度 計(jì)，當(dāng)D型硬度計(jì)測(cè)量值低于20度時(shí)推薦用A型硬度計(jì)，A型硬度計(jì) 值低于10度時(shí)不準(zhǔn)確的，測(cè)量結(jié)果不能使用。（8）試驗(yàn)結(jié)束后，清理現(xiàn)場(chǎng)并作好相關(guān)實(shí)驗(yàn)使用記錄。9五、實(shí)驗(yàn)的影響因素五、實(shí)驗(yàn)的影響因素（1）溫度的影響 當(dāng)試樣

6、溫度高時(shí)，由于高聚物分子的熱運(yùn)動(dòng)加劇，分子間作用力減 弱，內(nèi)部產(chǎn)生結(jié)構(gòu)的松弛時(shí)間下降，降低了材料的抵抗作用，因而 硬度值降低。膠料不同其影響程度不同，如結(jié)晶速度慢的天然橡膠、 溫度對(duì)其影響太小，而氯丁橡膠、丁苯橡膠等則影響顯著。（2）試樣厚度的影響 邵爾A型硬度值是由壓針壓入試樣的深度來(lái)測(cè)定，因此試樣厚度直 接影響試驗(yàn)結(jié)果。試樣受到壓力后產(chǎn)生變形嗎，受到壓力的部分變 薄，硬度計(jì)壓針則會(huì)受到承托試樣的玻璃片的影響，硬度值增大。 所以，試樣厚度小硬度值大，試樣厚度大硬度值小。10（3）讀數(shù)時(shí)間的影響 邵爾A型硬度在測(cè)量時(shí)讀數(shù)時(shí)間對(duì)試驗(yàn)結(jié)果影響很大。壓針與試樣 受壓后立即讀數(shù)與指針穩(wěn)定后再讀數(shù)取數(shù)值

7、，所得的結(jié)果相差甚大， 前者高，后者偏低，二者之差可達(dá)57度左右，尤其在合成橡膠 測(cè)試中較為顯著，由于橡膠是高分子黏度性體，受外力作用后具有 松弛現(xiàn)象，隨著壓針對(duì)試樣加壓時(shí)間的增長(zhǎng)，因而試樣對(duì)硬度計(jì)壓 反抗力減小，所以硬度減小。所以當(dāng)試樣受壓后應(yīng)立即讀取數(shù)據(jù)。（4）壓針長(zhǎng)度對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響 在標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定邵兒A型硬度計(jì)的壓針露出加壓面的高度為2.5mm。在 自由狀態(tài)時(shí)指針應(yīng)指零點(diǎn)。當(dāng)壓針壓在平滑的金屬板或玻璃上時(shí)， 儀器指針指100度。如果指示大于或小于100度時(shí)，說(shuō)明壓針露出高 度大于2.5mm或小于指針2.5mm，在這種情況下應(yīng)停止使用，進(jìn)行校 正。當(dāng)壓針露出高度大于2.5mm時(shí)測(cè)得的硬度值

8、偏高。11（5）壓針端形狀對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響 邵爾A型硬度計(jì)的壓針端部在長(zhǎng)期作用下，造成磨損，使其幾何尺 寸改變，影響試驗(yàn)結(jié)果，磨損后的端部直徑變大所測(cè)之結(jié)果也大， 這是因?yàn)槠鋯挝幻娣e的壓強(qiáng)不同所致，直徑大則壓強(qiáng)小所測(cè)硬度值 偏大，反之偏小。12密度測(cè)定橡膠的密度指在一定的溫度下，單位體積的橡膠質(zhì)量。橡膠相對(duì)密度指單位體積橡膠的質(zhì)量和同體積的純水質(zhì)量的比值。測(cè)定密度的方法很多，工業(yè)生產(chǎn)中最常用的是浮力法和分析天平法。一、浮力法浮力法是根據(jù)阿基米德浮力定律，將一均勻物件放入液體中如果物體密度大于液體密度，則物質(zhì)下降，如物體密度小于液體密度，則物體上浮。此法要已知試樣密度范圍前提下或者校核試樣密度時(shí)

9、，采用此法具有速度快特點(diǎn)，因而廣泛地用與混煉膠密度測(cè)定，但要測(cè)定具體密度數(shù)值是比較困難的。13分析天平法14試樣（1）試樣為任意形狀，質(zhì)量小于1g。（2）試樣不得有氣泡、裂縫，表面清潔無(wú)雜質(zhì)，停放期間避免陽(yáng)光直射 及其他破壞性的影響。（3）試樣需在硫化之后間隔不少于6h，最長(zhǎng)不超過(guò)4個(gè)星期。（4）試驗(yàn)前應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)室溫下（232）將試樣放置不少于2h，為了便 于比較，應(yīng)盡可能在相同時(shí)間間隔中進(jìn)行測(cè)試。15試樣步驟（1）檢查天平，整理設(shè)備儀器、環(huán)境，準(zhǔn)備相關(guān)工具。（2）用感量為0.001g分析天平稱量試樣在空氣中的質(zhì)量M1。（3）將跨架置于天平盤和吊籃的空擋中，再將盛有蒸餾水的燒杯放置于 跨架之上。水溫與測(cè)試溫度相同。（4）將直徑小于0.2mm的鋼絲或毛發(fā)制的吊環(huán)，掛于天平吊鉤上，稱其 在蒸餾水中質(zhì)量M3，若吊環(huán)質(zhì)量小于0.010g，則不必進(jìn)行質(zhì)量修正。（5）將試樣置于吊環(huán)上，先用蒸餾水潤(rùn)濕試樣表面，稱其在蒸餾水中的 質(zhì)量M2。（6）如果試樣密度小