硫化橡膠作為現(xiàn)代工業(yè)重要的高分子材料，其三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)賦予材料優(yōu)異的力學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性。在汽車制造、機(jī)械密封等關(guān)鍵領(lǐng)域，橡膠制品在長期服役過程中承受恒定載荷引發(fā)的蠕變和永jiu變形問題，直接影響著設(shè)備的使用壽命和安全性。本文科準(zhǔn)測控小編將介紹如何基于GB/T42279-2022標(biāo)準(zhǔn)，采用非接觸式視頻引伸技術(shù)，系統(tǒng)分析硫化橡膠在恒定拉伸載荷下的變形特性，為優(yōu)化硫化工藝參數(shù)提供數(shù)據(jù)支撐，對提升橡膠制品質(zhì)量穩(wěn)定性具有重要工程意義。

一、測試原理

定載荷拉伸試驗(yàn)通過施加恒定應(yīng)力研究材料時變特性：

瞬時伸長率：反映材料初始彈性響應(yīng)

ε0=(L30s-L0)/L0×100%

蠕變特性：表征材料黏彈性行為

Ct=(Lt-L30s)/L0×100%

永jiu變形：評價材料塑性變形能力

εp=(Lf-L0)/L0×100%

式中：L0為初始標(biāo)距，Lt為保載t時刻標(biāo)距，Lf為恢復(fù)后標(biāo)距

二、標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)

執(zhí)行GB/T42279-2022《硫化橡膠或熱塑性橡膠在恒定伸長率下測定拉伸永jiu變形及在恒定拉伸載荷下測定拉伸永jiu變形、伸長率和蠕變》標(biāo)準(zhǔn)要求。

三、檢測設(shè)備

1、KZ-DSC-20電子萬能試驗(yàn)機(jī)

（示意圖：電子萬能試驗(yàn)機(jī)可搭配不同夾具做不同力學(xué)試驗(yàn)）

2、1 kN氣動夾具

3、視頻引伸計(jì)

4、試驗(yàn)條件

樣品名稱：硫化橡膠

試 驗(yàn) 溫 度：25°C

載荷傳感器：1 kN（0.5 級）

試 驗(yàn) 速 度 ：100 mm/min

四、檢測流程

步驟一、試樣制備

1、幾何尺寸

使用模具或切割工具，將材料加工成總長度為152±0.5mm的試樣，其中有效段為90mm標(biāo)距段，截面尺寸為4×2mm（寬×厚）。

2、硫化工藝

將試樣放入硫化設(shè)備中，設(shè)定硫化溫度為150±3℃，硫化壓力為15MPa。

確定硫化時間：通過硫化曲線確定t90（達(dá)到90%硫化程度的時間），然后在此基礎(chǔ)上增加5分鐘，即硫化時間為t90+5min。

步驟二、試驗(yàn)前預(yù)處理

環(huán)境預(yù)調(diào)節(jié)

將試樣放置在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件下（溫度23±2℃、相對濕度50±5%RH）進(jìn)行調(diào)節(jié)，持續(xù)時間不少于24小時，以確保試樣達(dá)到平衡狀態(tài)。

步驟三、試驗(yàn)過程

1、裝樣定位

將試樣安裝在試驗(yàn)機(jī)的夾具中，設(shè)定夾具間距為110mm。

使用激光定位輔助裝夾，確保試樣在夾具中對中良好。

預(yù)加載至0.1N，以消除裝配間隙。

2、加載程序

拉伸階段：以100mm/min的速率對試樣進(jìn)行拉伸，直至達(dá)到2.5MPa的應(yīng)力水平，同時記錄應(yīng)力-應(yīng)變曲線。

保載階段：在2.5MPa的應(yīng)力水平下保持60分鐘，每10秒采集一次標(biāo)距變化數(shù)據(jù)。

恢復(fù)階段：停止加載，讓試樣自由松弛10分鐘，測量殘余變形。

步驟四、結(jié)果分析

1、典型數(shù)據(jù)記錄

記錄瞬時伸長率、60分鐘蠕變和永jiu變形的測試值，并與標(biāo)準(zhǔn)允差進(jìn)行對比：

瞬時伸長率：測試值18.32%，標(biāo)準(zhǔn)允差±1.5%。

60分鐘蠕變：測試值7.78%，標(biāo)準(zhǔn)上限為≤8.5%。

永jiu變形：測試值6.85%，標(biāo)準(zhǔn)上限為≤7.2%。

2、時變特性曲線分析

繪制蠕變曲線，分析其三階段特征：

瞬態(tài)蠕變（0-30s）：應(yīng)變速率3.2%/min。

穩(wěn)態(tài)蠕變（30s-50min）：速率0.12%/min。

加速階段（50-60min）：速率升至0.25%/min。

3、微觀結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)分析

對試樣進(jìn)行交聯(lián)密度測試（采用溶脹法）：

確定最佳硫化程度對應(yīng)的交聯(lián)點(diǎn)密度為3.2×10?mol/m3。

分析交聯(lián)密度與永jiu變形的關(guān)系：交聯(lián)密度每增加10%，永jiu變形降低約18%。

步驟五、報告編制

1、數(shù)據(jù)整理

將試驗(yàn)過程中的所有數(shù)據(jù)（包括應(yīng)力-應(yīng)變曲線、蠕變曲線、殘余變形、交聯(lián)密度等）進(jìn)行整理和匯總。

2、結(jié)果討論

對比試驗(yàn)數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)允差，分析試樣的力學(xué)性能是否符合要求。

結(jié)合微觀結(jié)構(gòu)分析，討論交聯(lián)密度對材料性能的影響。

3、報告撰寫

編寫詳細(xì)的測試報告，包括試驗(yàn)?zāi)康?、試樣制備、試?yàn)過程、數(shù)據(jù)分析和結(jié)論等內(nèi)容。

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