橡胶低温脆性温度的试验研究

橡胶低温脆性温度的试验研究

橡胶低温脆性温度是聚合物（包括橡胶、塑料）在低温下，力学性能发生形态突变时的对应温度。这种力学行为可以外力作用下的形变来表征。假定以固定负荷来测定其温度突变时橡胶的形变量，则随着温度由低到高可分成A,B,C,D,E五个分区A玻璃态B过渡区C高弹态D过渡区E粘液态；Tb-脆性温度Tg-玻璃化温度Tf-粘流温度

图1中，A区的温度在玻璃化温度Tg和脆性温度Tb之间，在此区间，橡胶处于玻璃态，仅一小部分链段，侧基、支链和较小链节能作内旋转，就是说，橡胶分子只能在原位振动，且形变量极为有限。C区的温度在Tb和Tf（粘流温度）之间。在此区间，橡胶处于高弹态，当受外力作用时，形变量较大。当被拉伸时，分子链由卷曲状变为伸直，而外力去除后，分子链又恢复到卷曲状。这种形变被称为高弹性形变或弹性形变。此时的橡胶柔软而富有弹性。当外界温度升高到Tf（粘流温度）后，橡胶进入了E区，其状态由高弹态转入粘流态（高粘度流体状态）。此时，当橡胶受外力作用时，整个分子链和局部链段都作运动，形变非常容易而强烈，形变量大而且不可逆，这种形变称为塑性形变。

A区另一端所对应的温度点是脆性温度Tb，其物理意义是橡胶在外来冲击力下出现断裂时的*高温度。换言之，外界温度高于此点，外力冲击就不在使它断裂。用脆性温度来衡量橡胶的低温性能更具有实用意义，因为温度高于此点，橡胶就进入高弹态，而玻璃化温度是橡胶保留弹性的*低温度极限，低于此，则弹性就完全消失了。所以，对于耐寒橡胶来说，总是把脆性温度Tb，而不是把玻璃化温度Tg作为考核指标。

橡胶低温脆性温度试验步骤：

1) 试验片的状态调整：原则上应把试验片放置在温度23℃±2℃，相对湿度50%±5%的室内40个小时以上.

2)试验室的温湿度：温度（常温），湿度（常湿）

3)试验温度范围：-80℃ ∼ 常温(标准)

* 根据我公司的协商结果以外的温度执行也可以.

4) 传热媒体

通常使用的传热媒体有甲醇，无水乙醇等.

5)传热媒体的温度调节：调节传热媒体时使用干冰，

6) 试验速度：2±0.2m/s.

试验片数：制作试验片数量应对各温度水准要准备10个以上. 温度水准在5∼6的话*少需要50～60个试验片.

如果已知试验片的脆化温度的话可以只测量5个试验片

试验仓:可以放入充分的传热媒体，仓体采用隔热材质，可以让传热媒体达到和维持均匀的温度.仪器还设有让试验片夹具和冲击锤固定的结构，温度计和温度调节器.

6) 温度计(温度检测计): 采用±1℃精度的温度计

1）为了将试验槽内温度降到设定温度，使试样在试验槽的中间部位充分侵渍，

放入足量的热媒介，需要温度上升时用加热器进行升温已达到设定温度。

2）A型试样安装在A型夹具，B型试样安装在B型夹具后，放置在试验槽内。

备注：安装试样时要用扭矩扳手（2kgf·cm即0.19J扭矩）安装。（为了避免人为误差）

3）在每隔试验温度阶段需维持3min/±0.1min，摆锤以2±0.2m/s速度对试样进行一次冲击，观察试样有无被破坏。

*做过一次试验的试样不能重复利用。

4）为了求得催化温度按照以下（A）记录试样被破坏个数。

（A）按照6 1）计算公式求得催化温度的情况

在计算公式中求得脆化温度时，从试样全部被破坏的温度开始到全部都没有被破坏的温度

为止，以2℃、5℃或10℃间隔做10个试样以上实验，记录被破坏的试样的个数。