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橡膠中常見的物理參數名詞解釋

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橡膠中常見的物理參數名詞解釋

發布日期:2020-11-23 作者: 點擊:

1、拉伸強度

拉伸強度(tensile strength)是指材料產生最大均勻塑性變形的應力。

(1) 在拉伸試驗中,試樣直至斷裂為止所受的最大拉伸應力即為拉伸強度,其結果以MPa表示。

(2) 用儀器測試樣拉伸強度時,可以一並獲得拉伸斷裂應力、拉伸屈服應力、斷裂伸長率等數據。

(3) 拉伸強度的計算:

σt = p /( b×d)

  式中,σt為拉伸強度(MPa);p為最大負荷(N);b為試樣寬度(mm);d為試樣厚度(mm)。

注意:計算時采用的麵積是斷裂處試樣的原始截麵積,而不是斷裂後端口截麵積。(4)在應力應變曲線中,即使負荷不增加,伸長率也會上升的那一點通常稱為屈服點,此時的應力稱為屈服強度,此時的變形率就叫屈服伸長率;同理,在斷裂點的應力和變形率就分別稱為斷裂拉伸強度和斷裂伸長率。

2、彎曲模量

又稱撓曲模量。是彎曲應力比上彎曲產生的形變。材料在彈性極限內抵抗彎曲變形的能力。E為彎曲模量;L、b、d分別為試樣的支撐跨度、寬度和厚度;m為載荷(P)-撓度(δ)曲線上直線段的斜率,單位為N/m2或Pa。

彎曲模量與拉伸模量的區別:

拉伸模量即拉伸的應力與拉伸所產生的形變之比。

彎曲模量即彎曲應力與彎曲所產生的形變之比。

彎曲模量用來表征材料的剛性,與分子量大小有關,同種材質分子量越大,模量越高,另外還與樣條的冷卻有關,冷卻越快模量越低。即彎曲模量的測試結果與樣品的均勻度及製樣條件有關,測試結果相差太大,無意義,應找到原因再測試。

2GB/T9341—2000中彎曲模量的計算方法。新標準中規定了彈性模量的測量,先根據給定的彎曲應變εfi=0.0005和εfi=0.0025,得出相應的撓度S1和S2(Si=εfiL2/6h),而彎曲模量Ef=(σf2-σf1)/(εf2-εf1)。其中σf2和σf1分別為撓度S1和S2時的彎曲應力。新標準還規定此公式隻在線性應力-應變區間才是精確的,即對大多數塑料來說僅在小撓度時才是精確的。由此公式可以看出,在應力-應變線性關係的前提下,是由應變為0.0005和0.0025這兩點所對應的應力差值與應變差值的比值作為彎曲模量的。

附:彈性模量

彈性模量是工程材料重要的性能參數,從宏觀角度來說,彈性模量是衡量物體抵抗彈性變形能力大小的尺度,從微觀角度來說,則是原子、離子或分子之間鍵合強度的反映。凡影響鍵合強度的因素均能影響材料的彈性模量,如鍵合方式、晶體結構、化學成分、微觀組織、溫度等。因合金成分不同、熱處理狀態不同、冷塑性變形不同等,金屬材料的楊氏模量值會有5%或者更大的波動。但是總體來說,金屬材料的彈性模量是一個對組織不敏感的力學性能指標,合金化、熱處理(纖維組織)、冷塑性變形等對彈性模量的影響較小,溫度、加載速率等外在因素對其影響也不大,所以一般工程應用中都把彈性模量作為常數。  

彈性模量可視為衡量材料產生彈性變形難易程度的指標,其值越大,使材料發生一定彈性變形的應力也越大,即材料剛度越大,亦即在一定應力作用下,發生彈性變形越小。彈性模量E是指材料在外力作用下產生單位彈性變形所需要的應力。它是反映材料抵抗彈性變形能力的指標,相當於普通彈簧中的剛度。

又稱楊氏模量。彈性材料的一種最重要、最具特征的力學性質。是物體彈性t變形難易程度的表征。用E表示。定義為理想材料有小形變時應力與相應的應變之比。E以單位麵積上承受的力表示,單位為牛/米^2。模量的性質依賴於形變的性質。剪切形變時的模量稱為剪切模量,用G表示;壓縮形變時的模量稱為壓縮模量,用K表示。模量的倒數稱為柔量,用J表示。  

拉伸試驗中得到的屈服極限бs和強度極限бb ,反映了材料對力的作用的承受能力,而延伸率δ 或截麵收縮率ψ,反映了材料縮性變形的能力,為了表示材料在彈性範圍內抵抗變形的難易程度,在實際工程結構中,材料彈性模量E的意義通常是以零件的剛度體現出來的,這是因為一旦零件按應力設計定型,在彈性變形範圍內的服役過程中,是以其所受負荷而產生的變形量來判斷其剛度的。一般按引起單位應變的負荷為該零件的剛度,例如,在拉壓構件中其剛度為:  

式中 A0為零件的橫截麵積。  

由上式可見,要想提高零件的剛度E A0,亦即要減少零件的彈性變形,可選用高彈性模量的材料和適當加大承載的橫截麵積,剛度的重要性在於它決定了零件服役時穩定性,對細長杆件和薄壁構件尤為重要。因此,構件的理論分析和設計計算來說,彈性模量E是經常要用到的一個重要力學性能指標。  

在彈性範圍內大多數材料服從胡克定律,即變形與受力成正比。縱向應力與縱向應變的比例常數就是材料的彈性模量E,也叫楊氏模量。  

彈性模量在比例極限內,材料所受應力如拉伸,壓縮,彎曲,扭曲,剪切等)與材料產生的相應應變之比,用牛/米^2表示 。

材料的抗彈性變形的一個量,材料剛度的一個指標。

彈性模量E=2.06e11Pa=206GPa (e11表示10的11次方)   

它隻與材料的化學成分有關,與其組織變化無關,與熱處理狀態無關。各種鋼的彈性模量差別很小,金屬合金化對其彈性模量影響也很小。

1兆帕(MPa)=145磅/英寸2(psi)=10.2千克/厘米2(kg/cm2)=10巴(bar)=9.8大氣壓(atm)   

1磅/英寸2(psi)=0.006895兆帕(MPa)=0.0703千克/厘米2(kg/cm2)=0.0689巴(bar)=0.068大氣壓(atm)   

1巴(bar)=0.1兆帕(MPa)=14.503磅/英寸2(psi)=1.0197千克/厘米2(kg/cm2)=0.987大氣壓(atm)   

1大氣壓(atm)=0.101325兆帕(MPa)=14.696磅/英寸2(psi)=1.0333千克/厘米2(kg/cm2)=1.0133巴(bar)

3、斷裂伸長率

斷裂伸長率 elongation at break :試樣在拉斷時的位移值與原長的比值。以百分比表示(%)

斷裂伸長率與拉伸率的區別  

材料的拉伸過程一般是想經過彈性變形階段,達到屈服點之後發生塑性變形,達到斷裂點後發生斷裂。

所以,一般所說的斷裂伸長率是指整個過程的伸長率,而拉伸率(你這裏說的這個名詞有點模糊)一般說的是發生塑性變形的那個階段所產生的伸長率。

4、邵氏硬度

硬度是物質受壓變形程度或抗刺穿能力的一種物理度量方式。硬度可分相對硬度和絕對硬度。絕對硬度一般在科學界使用,生產實踐中很少用到。草莓视频成人app下载安装 安卓_草莓视频成人版_草莓视频成人版无限观看破解版APP_草莓视频成人版下载通常使用硬度體係為相對的硬度。

邵氏硬度是指用邵氏硬度計測出的值的讀數,它的單位是“度”,其描述方法分A、D兩種,分別代表不同的硬度範圍,90度以下的用邵氏A硬度計測試,並得出數據,90度及以上的用邵氏D硬度計測試並得出數據,所以,一般來講對於一個橡膠或塑料製品,在測試的時候,測試人員能根據經驗進行測試前的預判,從而決定用邵氏A硬度計還是用邵氏D硬度計來進行測試。一般手感彈性比較大或者說偏軟的製品,測試人員可以直接判斷用邵氏A硬度計測試,如:文具類膠水瓶,TPU TPR 塑料膜袋等製品。而手感基本沒什麽彈性或者說偏硬的就可以用邵氏D硬度計進行測試,如:PC ABS PP 等製品。如果度數是邵氏Axx,說明硬度相對不高,如果是邵氏Dxx說明其硬度相對較高。1.A型的單位表達是:HA 2.D型單位表達就是:HD

HD與HA的換算關係:HD=HA-50(數值)

5、熔點

結晶聚合物的熱轉變溫度,即晶體開始融化時的溫度叫做熔點。物質的熔點(melting point),即在一定壓力下,純物質的固態和液態呈平衡時的溫度,也就是說在該壓力和熔點溫度下,純物質呈固態的化學勢和呈液態的化學勢相等,而對於分散度極大的純物質固態體係(納米體係)來說,表麵部分不能忽視,其化學勢則不僅是溫度和壓力的函數,而且還與固體顆粒的粒徑有關。

晶體又因類型不同而熔點也不同,一般來說晶體熔點從高到低為,原子晶體>離子晶體>金屬晶體>分子晶體。在分子晶體中又有比較特殊的,如水,氨氣等.它們的分子隻間因為含有氫鍵而不符合"同主組元素的氫化物熔點規律性變化''的規律。  

熔點是一種物質的一個物理性質。物質的熔點並不是固定不變的,有兩個因素對熔點影響很大。一是壓強,平時所說的物質的熔點,通常是指一個大氣壓時的情況;如果壓強變化,熔點也要發生變化。熔點隨壓強的變化有兩種不同的情況.對於大多數物質,熔化過程是體積變大的過程,當壓強增大時,這些物質的熔點要升高;對於像水這樣的物質,與大多數物質不同,冰熔化成水的過程體積要縮小(金屬鉍、銻等也是如此),當壓強增大時冰的熔點要降低。另一個就是物質中的雜質,草莓视频成人app下载安装 安卓_草莓视频成人版_草莓视频成人版无限观看破解版APP_草莓视频成人版下载平時所說的物質的熔點,通常是指純淨的物質。但在現實生活中,大部分的物質都是含有其它的物質的,比如在純淨的液態物質中熔有少量其他物質,或稱為雜質,即使數量很少,物質的熔點也會有很大的變化,例如水中熔有鹽,熔點就會明顯下降,海水就是熔有鹽的水,海水冬天結冰的溫度比河水低,就是這個原因。飽和食鹽水的熔點可下降到約-22℃,北方的城市在冬天下大雪時,常常往公路的積雪上撒鹽,隻要這時的溫度高於-22℃,足夠的鹽總可以使冰雪熔化,這也是一個利用熔點在日常生活中的應用。  

熔點實質上是該物質固、液兩相可以共存並處於平衡的溫度,以冰熔化成水為例,在一個大氣壓下冰的熔點是0℃,而溫度為0℃時,冰和水可以共存,如果與外界沒有熱交換,冰和水共存的狀態可以長期保持穩定。在各種晶體中粒子之間相互作用力不同,因而熔點各不相同。同一種晶體,熔點與壓強有關,一般取在1大氣壓下物質的熔點為正常熔點。在一定壓強下,晶體物質的熔點和凝固點都相同。熔解時體積膨脹的物質,在壓強增加時熔點就要升高。  

在有機化學領域中,對於純粹的有機化合物,一般都有固定熔點。即在一定壓力下,固-液兩相之間的變化都是非常敏銳的,初熔至全熔的溫度不超過0.5~1℃(熔點範圍或稱熔距、熔程)。但如混有雜質則其熔點下降,且熔距也較長。因此熔點測定是辨認物質本性的基本手段,也是純度測定的重要方法之一。

6、熔體流動速率

熔體流動速率(MFR)是在一定的溫度和壓力下,樹脂熔料通過標準毛細管,單位為g/10min。熔體流動速率是一個選擇塑料加工材料和牌號的重要參考依據,能使選用的原材料更好地適應加工工藝的要求,使製品在成型的可靠性和質量方麵有所提高。

在塑料加工中,熔體流動速率是用來衡量塑料熔體流動性的一個重要指標。通過測定塑料的流動速率,可以研究聚合物的結構因素。

熔體流動速率是表述塑料在一定溫度和壓力下熔體流動性的參數,同時還間接的表述塑料平均分子量的高低。同種塑料熔體流動速率大,則表示塑料熔融狀態下流動性好,平均分子量低,製品的強度也就低;熔體流動速率小,則表示塑料熔融狀態下流動性差,平均分子量高,製品的強度也就高。

7、24小時吸水率

吸水率water absorption 是表示物體在正常大氣壓下吸水程度的物理量。用來反映材料在一定環境下和一定時間內吸水程度的大小,吸水率越大,代表材料的吸水性能越強。

24小時吸水率指在一定溫度下物質在水中浸泡24小時時所增加的重量百分率。

8、維卡軟化點

  工程塑料、通用塑料等聚合物的試樣於液體傳熱介質中,在一定的載荷、一定的等速升溫條件下,被1m㎡的壓針壓入1mm深度時的溫度。

  維卡軟化點適用於控製聚合物品質和作為鑒定新品種熱性能的一個指標,不代表材料的使用溫度。

維卡軟化點測定儀器為 熱變形維卡溫度測定儀,是根據GB/T1633《熱塑性塑料軟化溫度(VST)的測定》、GB/T1634《塑料彎曲負載熱變形溫度試驗方法》、GB8802《硬聚氯乙烯(PVC-U) 管材及管件維卡軟化溫度測定方法》以及 ISO75 、ISO306 、ISO2507 、ASTM1525 ASTM D648標準的要求設計製造的,廣泛用於熱塑性塑料、硬橡膠和長纖維增強複合材料等熱變形溫度(HDT)和維卡溫度(VST)的測定。

9、脆化溫度

性質:又稱脆化點。聚合物當溫度降低至不能產生強迫高彈性而呈玻璃態,同時高彈性消失,產生脆性斷裂時的臨界溫度,以Tb表示。Tb表征了塑料的耐寒性。Tb常用低溫衝擊壓縮試驗法測定,即在低溫下,用一定速度的衝錘衝擊壓縮多個試樣,測得試樣破裂率為50%時的溫度,即為Tb。由於試驗結果的分散性,所以一般試驗方法都人為規定試樣中有50%脆化破裂時的溫度。這一溫度值是表明該種材料低溫使用性能,有相對的比較意義。高分子的脆化溫度本質上與玻璃化溫度(Tg)相當,但測定方法不同。

脆化溫度測定方法有ASTMD 746,把規定尺寸的長方形試片浸入一定溫度的冷介質中3min,用錘子以一定速度衝擊,50%試片破壞時的溫度為脆化溫度。

10、密度

在物理學中,把某種物質單位體積的質量叫做這種物質的密度。符號ρ(讀作rōu)。國際主單位為單位 為千克/米^3,常用單位還有 克/厘米^3。其數學表達式為ρ=m/V。在國際單位製中,質量的主單位是千克,體積的主單位是立方米,於是取1立方米物質的質量作為物質的密度。對於非均勻物質則稱為“平均密度”。

密度反映了物質本身的一種特性,它因此可以受到外界因素的影響。一般來講,影響物質密度的主要物理量為壓強和溫度。1、氣體密度受壓強和溫度的影響比較明顯,通常氣體隻給出標準狀況下或者常溫常壓下的密度,其他狀況下的密度可以通過氣體的狀態方程(例如理想氣體狀態方程或範德瓦爾斯方程)計算。2、 液體的密度主要取決於液體的組分,受溫度的影響比較小(但有時也不能忽略)。很高的壓強也會產生明顯影響。3、固體的密度受溫度和壓強影響而變化的特性類似於液體,且一般更不明顯。

此外,還有其他可能影響物質密度的物理因素,比如磁場、電場等。在此不再贅述。

11 、定伸應力

定伸應力舊稱定伸強度、定伸強力,指試樣被拉伸至一定長度時所受的力與試樣在拉伸前的截麵積之比。我國法定計量單位為MPa。橡膠工業中常測定伸長為100%、300%、480%時的定伸應力。

要求高定伸應力的橡膠製品,可以使用天然橡膠、丁腈橡膠、聚氨酯橡膠。交聯密度對定伸應力的影響也很大,因此配方中的硫磺和促進劑的用量要多一些。促進劑可使用MBT、MBTS、DPG或DPG與胺類促進劑並用,也可以使用次磺酰胺類促進劑CBS、NOBS等。

定伸應力還受補強填充劑的影響,粒徑小、結構度高的炭黑可以提高定伸應力,但對於某些橡膠如丁苯橡膠來說,炭黑粒徑的大小關係不大,而主要取決於結構度。陶土也可以提高定伸應力,硬質陶土的效果比軟質陶土顯著。此外,碳酸鎂、碳酸鈣對提高定伸應力也有一定的作用

製造低定伸應力橡膠製品時,可采用天然橡膠或丁基橡膠,硫磺用量要小,促進劑可使用MBTS,軟化劑可使用硫化油膏和錠子油。

12、永久變形

所謂永久變形,是指膠料受應力作用而變形,解除應力經放置一定時間後,不能全部恢複到原來形狀而殘留的變形。試片扯斷後的永久變形,稱為扯斷永久變形,習慣上常稱為永久變形。

製造永久變形小的製品,應使用球狀粒子填充劑,而不宜用片狀、針狀等填充劑。

壓縮永久變形

橡膠受壓縮產生永久變形時,所需力的大小與液體相同,這表示橡膠分子與低分子液體分子間的間隙相同,故特別適用於製作緩衝製品。硫化程度小的橡膠,永久變形大,隨著硫化的進行,永久變形減小。因此減小永久變形,必須使製品達到正硫化。另外,要對填充劑粒子的形狀進行選擇,球狀粒子和片狀粒子較好,不宜使用針狀、棒狀的粒子。膠料中加入碳酸鎂、含水矽酸鋁和陶土時,會增大壓縮永久變形。製品在高溫下使用時,用過氧化物交聯,可以降低壓縮永久變形。

13、耐磨耗性

影響硫化膠耐磨耗的因素很多,它與多種物性都有關係,但最基本的是磨擦現象,也就是硫化膠磨擦係數的大小,而磨擦係數主要取決於膠種、配方、硫化程度。其次是磨耗外力的影響,有人認為硫化膠的磨耗外力有五種:即刨削力、衝擊力、切割力、撕裂力及剪力。所以耐磨耗性優異的橡膠材料除了磨擦係數小之外,還應具有優異的物理機械性能,以克服上述各種外力的作用。

耐磨耗性要求高的橡膠製品,膠種的選擇很重要,而且與磨耗條件有很大關係,如天然橡膠和丁苯橡膠以15℃為臨界點,當低於15℃時天然橡膠的耐磨耗性較好,當高於15℃時丁苯橡膠的耐磨耗性較好。聚氨脂橡膠的耐磨耗性能雖然優異,但耐衝擊、耐切割性卻較差。

補強填充劑對橡膠的耐磨耗性能也有很大影響。粒徑小,特別是相同粒徑組成的高結構度炭黑,能提高硫化膠的耐用磨耗性能。一般說來使用高耐磨爐黑和中超耐磨爐黑的硫化膠耐用磨耗性能均較好。炭黑的用量增加過多時,耐磨耗性能降低。對於白色製品來說,選擇白炭黑、氧化鋅作補強劑時耐磨耗能較好,但成本會提高。

14、剝離強度

剝離強度是衡量粘著程度的一種指標,是指橡膠塗層或橡膠層在外力作用下,從其它材料(如布或金屬)或橡膠上剝離時的剝離力與被剝離層剝離寬度之比。剝離時角度有90度或180等,剝離強度的單位g/mm和N/m。1g/mm=1 kg/m = 9.8067 N/m

15、撕裂強度

在橡膠工業在與試樣主軸平行的方向上,撕裂試片所需的最大力除以試片的厚度,單位為kN/m。它是橡膠所具備的一項重要物理性能指標。  

目前撕裂試驗方法很多,有無割口和有割口兩種,所用試樣形狀也各不相同,有褲形、直角形和新月形等幾種,相應則有褲形撕裂強度、無割口直角撕裂強度、割口直角撕裂強度和割口新月形撕裂強度等。

撕裂強度受試樣形狀、厚度、壓延方向(紋理方向)、割口深度、測定溫度以及撕裂速度的影響。  

撕裂薄型試樣所需的力。它是測定薄膜或薄片耐撕裂性的一個試驗方法(Elmendorf法)中定義的一個術語。該方法是將切有規定裂口的試樣在專門的試驗機上進行的一種撕裂試驗,單位為N。對於一般薄膜材料而言,往往縱向和橫向的性能不同,所以要分別製樣測定。還有一種褲形撕裂法,是將帶有裂口的長條形薄膜試樣的兩“褲腿”經受拉力試驗機的拉伸測得完全撕裂試樣所需的最大力,除以試樣厚度,以kN/m為單位表示試樣的撕裂強度。

16、抗蠕變性

蠕變的定義:固體材料在保持應力不變的條件下,應變隨時間延長而增加的現象。它與塑性變形不同,塑性變形通常在應力超過彈性極限之後才出現,而蠕變隻要應力的作用時間相當長,它在應力小於彈性極限時也能出現。

1、蠕變溫度:蠕變在低溫下也會發生,但隻有達到一定的溫度才能變得顯著,稱此溫度為該材料的蠕變溫度。

2、長期強度:每種材料要發生蠕變都有一個最小應力值,應力低於該值時不論經曆多長時間也不發生蠕變,或者說蠕變時間無限長,這個應力值稱為該材料的長期強度。

抗蠕變能力取決於該種材料的蠕變溫度和長期強度的高低


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關鍵詞:物理參數,物理名詞,名詞解釋

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