影響橡膠低溫脆性的主要因素

　　1、樣品厚度

　　標(biāo)準(zhǔn)試樣的厚度為(00.3)mm，上下差為0.6mm，如果試驗(yàn)時(shí)選擇的試樣厚度相差較大，會(huì)影響試驗(yàn)結(jié)果。130膠料試樣的試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。當(dāng)試樣厚度較大時(shí)，試樣脆性溫度的測(cè)量結(jié)果較低，當(dāng)試樣厚度處于下差和上差時(shí)，測(cè)量的脆性溫度相差約2。橡膠材料冷凍后，其分子鏈在低溫下凍結(jié)，外力的快速?zèng)_擊使橡膠試樣向沖擊方向彎曲。此時(shí)，橡膠試樣越厚，其外層的應(yīng)變?cè)酱?，測(cè)量試樣越容易產(chǎn)生細(xì)小的裂紋或直接斷裂。因此，隨著測(cè)量樣品厚度的增加，測(cè)量的脆性溫度值也將上升。

　　2、沖擊時(shí)間

　　相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，支架從低溫瓶中提起試樣后，試樣必須在0.5s內(nèi)進(jìn)行沖擊試驗(yàn)。間隔越長(zhǎng)，試料溫度和冷凍介質(zhì)的差越大(由于室溫的影響，試料溫度上升)，也就是說(shuō)受到?jīng)_擊時(shí)的實(shí)際溫度和冷凍介質(zhì)所示的溫度不同，結(jié)果脆性溫度降低。常用的制冷劑為無(wú)水乙醇和干冰，本試驗(yàn)采用無(wú)水乙醇，制冷時(shí)溫度波動(dòng)范圍為℃。低溫脆性試驗(yàn)機(jī)的沖擊器采用氣壓控制，在試樣從低溫瓶中提起后會(huì)立即自動(dòng)施加沖擊，因此沖擊時(shí)間無(wú)法延長(zhǎng)進(jìn)行比較。研究表明，樣品提交后不久的沖擊與提交后1s的沖擊相比，脆性溫度偏差值為5~16℃。由此可知，脆性溫度受沖擊時(shí)間的影響較大。

　　3、試樣沖擊位置

　　按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，試樣上受沖擊的位置與卡盤(pán)的距離為(11.00.5)mm。離刀柄底邊的距離越大，脆性溫度越低，反之溫度越高。這是因?yàn)?，試料與卡盤(pán)底邊相接的點(diǎn)所承受的沖擊力矩的應(yīng)力不同。

　　4、夾緊力

　　卡盤(pán)夾緊力的大小會(huì)影響沖擊時(shí)試樣的變形量，也就是試樣的脆性溫度。其中，人為操作的影響較大，如果夾板過(guò)緊，可能會(huì)對(duì)試樣表面造成劃痕，導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果變高，相反測(cè)試結(jié)果變低。試樣夾持過(guò)松時(shí)容易脫落，導(dǎo)致無(wú)效試驗(yàn)。試料的脆性溫度和夾持力的關(guān)系如圖5所示。

　　其實(shí)，整個(gè)測(cè)試過(guò)程都是在測(cè)試人員的控制下操作的，所以人為因素對(duì)測(cè)試結(jié)果有很大的影響。即使由細(xì)心且測(cè)試經(jīng)驗(yàn)豐富的測(cè)試人員進(jìn)行測(cè)試，每次的測(cè)試結(jié)果也有可能不一致。人為因素包括橡膠制樣和取樣過(guò)程、樣品預(yù)處理、具體試驗(yàn)過(guò)程和數(shù)據(jù)處理等。因此，在試驗(yàn)過(guò)程中，必須嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求和操作規(guī)范執(zhí)行，盡量嚴(yán)格準(zhǔn)確。

　　5、攪拌

　　硫化膠脆性溫度測(cè)試結(jié)果的影響因素有樣品厚度、設(shè)備沖擊時(shí)間和沖擊器沖擊位置等很多。目前廣泛使用的硫化橡膠的脆性溫度(單一試樣法)試驗(yàn)設(shè)備大多具備攪拌裝置，但即使執(zhí)行《硫化橡膠低溫脆性的測(cè)定單試樣法》(GB/t1682-2014)，也沒(méi)有明確表示在試樣被冷凍槽冷凍時(shí)是否需要攪拌冷凍槽中的冷凍介質(zhì)其次，研究了試樣冷凍過(guò)程中冷凍介質(zhì)的攪拌對(duì)橡膠脆性溫度測(cè)量結(jié)果的影響。

　　本次試驗(yàn)分別測(cè)定了3種不同生產(chǎn)批次相同膠料的冷凍介質(zhì)不攪拌、慢攪拌、快攪拌3種情況下的脆性溫度，快速攪拌測(cè)得三批同類(lèi)混煉膠脆性溫度最高，其次緩慢攪拌，Z低的不攪拌。說(shuō)明冷凍過(guò)程中冷凍介質(zhì)的攪拌對(duì)膠料脆性溫度的測(cè)定結(jié)果有一定的影響。

　　在其它試驗(yàn)條件不變的情況下，通過(guò)試驗(yàn)比較發(fā)現(xiàn)，攪拌對(duì)膠料的脆性溫度試驗(yàn)結(jié)果有一定的影響，冷凍過(guò)程中，攪拌冷凍介質(zhì)會(huì)使所測(cè)橡膠的脆性溫度上升，快速攪拌時(shí)上升幅度明顯大于緩慢攪拌。因此，測(cè)量試樣脆性溫度(單一試樣法)時(shí)，試樣在冷凍過(guò)程中請(qǐng)勿啟動(dòng)攪拌器攪拌冷凍介質(zhì)。這樣可以保證測(cè)量值更接近材料的真實(shí)脆性溫度值。