橡膠的使用在我們周圍無處不在,無論是在生活中還是在生產(chǎn)中。拉伸性能是橡膠生產(chǎn)過程中評(píng)價(jià)橡膠質(zhì)量的重要指標(biāo)。橡膠樣品拉伸性能測(cè)試是研究橡膠樣品在拉伸過程中的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。測(cè)試過程中,
橡膠拉力試驗(yàn)機(jī)以規(guī)定的速度啟動(dòng)。
橡膠試驗(yàn)過程中需要跟蹤兩個(gè)數(shù)據(jù):拉力值和軌距變化,因此用于測(cè)試橡膠拉伸性能的橡膠拉力試驗(yàn)機(jī)必須滿足以下要求:
1.夾具的移動(dòng)范圍足夠長(zhǎng)
由于橡膠在拉伸過程中的大變形,特別是乳膠制品,伸長(zhǎng)率可能高達(dá)1000%或更高。因此,在橡膠試件斷裂之前,需要確保夾持器有足夠的行程。橡膠標(biāo)準(zhǔn)厚度樣品(1、2、4類啞鈴狀樣品厚度為2.00.2mm,3類樣品厚度為1.00.1mm)斷裂時(shí)一般在1米以內(nèi);對(duì)于特殊厚度的樣品,如醫(yī)用橡膠手套,斷裂時(shí)間間隔可能超過1m。因此夾具之間的移動(dòng)范圍一般在1米至1.5米之間,適用于各種橡膠樣品的拉伸試驗(yàn)。
2.具有足夠精度的張力測(cè)量和記錄裝置
拉伸橡膠不需要很大的力,拉伸的測(cè)量范圍也不需要很大,但是有一定的精度要求,一般精度為0.01N n,另外,由于測(cè)試橡膠的拉伸性能在拉伸過程中需要幾個(gè)拉伸值,拉伸試驗(yàn)不能重復(fù),所以及時(shí)地記錄每個(gè)試驗(yàn)段的拉伸值對(duì)于測(cè)試的成敗至關(guān)重要。配有高精度拉伸傳感器的橡膠拉伸試驗(yàn)機(jī)能夠記錄實(shí)時(shí)拉伸值,并通過計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行處理和計(jì)算,滿足橡膠拉伸試驗(yàn)的要求。
橡膠規(guī)格測(cè)量是拉伸試驗(yàn)的重要環(huán)節(jié),直接影響試驗(yàn)的性。目前測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)距離的方法主要有兩種:手工測(cè)量和自動(dòng)測(cè)量。
手動(dòng)測(cè)量是指一個(gè)標(biāo)尺和兩個(gè)可在垂直方向移動(dòng)的水平軌距桿垂直設(shè)置在夾具的移動(dòng)桿旁邊。拉伸試驗(yàn)時(shí),用視力觀察樣品上軌距的變化,手動(dòng)控制兩根軌距桿與樣品上的軌距同步,同時(shí)記錄軌距桿在標(biāo)尺上的移動(dòng)距離。
人工測(cè)量的誤差很大:
一是無法通過手動(dòng)移動(dòng)軌距桿來跟蹤樣品軌距的變化;
其次目測(cè)樣品標(biāo)準(zhǔn)距離會(huì)造成一定的偏差;
第三,測(cè)試儀在移動(dòng)軌距桿的同時(shí)很難記錄軌距值,也無法描述測(cè)試后的應(yīng)力應(yīng)變曲線。
與自動(dòng)測(cè)量軌距相比,更有利于測(cè)試橡膠的拉伸性能。目前,許多橡膠拉伸試驗(yàn)機(jī)的自動(dòng)規(guī)距測(cè)量裝置都采用接觸式傳感器來實(shí)時(shí)測(cè)量規(guī)距的變化。傳感器移動(dòng)裝置有兩個(gè)主要安裝位置:(1)安裝在夾持器中;
樣品上在手爪的傳感器上安裝移動(dòng)設(shè)備有一些限制。由于橡膠的彈性變形很大,夾持器的移動(dòng)距離和樣品規(guī)的變化值相差很大,所以安裝在夾持器上的規(guī)傳感器更適合測(cè)試彈性變形很小的樣品(如金屬材料)的拉伸性能,但不能用于測(cè)試橡膠的拉伸性能。
另一種安裝方法是在抓手的移動(dòng)桿旁邊垂直安裝一把光柵尺和兩個(gè)帶小夾子的可垂直移動(dòng)的水平軌距桿。該傳感器的安裝方式與上述手動(dòng)測(cè)量原理一致,只是標(biāo)尺改為光柵標(biāo)尺,手動(dòng)操作改為樣品帶動(dòng)標(biāo)尺桿移動(dòng)。安裝在量規(guī)上的傳感器適用于金屬或標(biāo)準(zhǔn)厚度橡膠樣品的拉伸試驗(yàn),因?yàn)槔爝@些樣品時(shí)的力值相對(duì)較大,驅(qū)動(dòng)量規(guī)桿移動(dòng)的力值相對(duì)較小。雖然會(huì)對(duì)樣本產(chǎn)生一定的影響,但不足以影響整個(gè)測(cè)試的成敗。
然而在橡膠拉伸性能的測(cè)試中,有一些特殊的樣品是接觸式傳感器無法測(cè)量的,如醫(yī)用橡膠手套樣品。橡膠手套的主要成分是天然乳膠,拉伸試驗(yàn)中使用的拉力小于普通橡膠制品。同時(shí)GB7543-1996 《橡膠醫(yī)用手套》規(guī)定拉伸性能測(cè)試的樣品是直接從成品橡膠醫(yī)用手套上切下的,所以切下的樣品厚度很小,只有0.2 mm左右,這樣厚度小的乳膠樣品就可以對(duì)樣品進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間拉伸。因此接觸規(guī)測(cè)量方法會(huì)對(duì)樣品的拉伸試驗(yàn)產(chǎn)生很大的影響。
原因如下:
一是軌距桿接觸試樣的自重會(huì)將試樣拉下,影響拉伸測(cè)量;其次,軌距桿的夾緊對(duì)被夾緊部分的拉伸有一定的影響,使其無法自由拉伸。
3.能描述應(yīng)力-應(yīng)變曲線的裝置。
拉伸試樣中的拉伸值與標(biāo)距有著密切的關(guān)系。例如,試樣的恒伸長(zhǎng)應(yīng)力需要測(cè)量拉伸到給定伸長(zhǎng)率的試樣的力值,而恒應(yīng)力需要測(cè)量拉伸到給定應(yīng)力的試樣的規(guī)距。試驗(yàn)完成后,的應(yīng)力-應(yīng)變曲線能再現(xiàn)試驗(yàn)過程,清晰地反映各試驗(yàn)段的數(shù)值,便于計(jì)算試驗(yàn)要求。越來越多的橡膠拉力試驗(yàn)機(jī)在拉伸試驗(yàn)中使用計(jì)算機(jī)。
測(cè)試過程中,橡膠拉力試驗(yàn)機(jī)輸入采集的數(shù)據(jù)(拉力、軌距等)。)通過采集卡或USB接口輸入計(jì)算機(jī),然后通過軟件對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,繪制出試樣的應(yīng)力-應(yīng)變曲線,并根據(jù)試驗(yàn)要求計(jì)算出曲線上的對(duì)應(yīng)點(diǎn),直接給出試驗(yàn)數(shù)據(jù)并進(jìn)行判斷。
4.具有足夠精度的標(biāo)準(zhǔn)距離測(cè)量。
樣品規(guī)距的測(cè)量是計(jì)算橡膠伸長(zhǎng)率的重要數(shù)據(jù),因此橡膠拉伸試驗(yàn)機(jī)必須測(cè)量樣品的應(yīng)變并立即記錄下來。