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一、硬度的定义 橡胶硬度是指材料抵抗外力形变的能力,具体表现为抗压性和弹性特性的综合体现。它通过测量标准压头在特定压力下对橡胶表面的压入深度或变形量来量化。硬度值越高,橡胶越“硬”,柔韧性越低。由于橡胶硬度的检测非常简单且没有破坏性,可检测橡胶成品的固化、均匀效果,而且还能跟踪橡胶原材料的老化及其他不合格质量等问题,所以被质量检测监控所使用,这种方法是是橡胶成品的一个重要标准通常是通过硬度计来进行测量,常见的橡胶硬度计有 Shore A、Shore D、IRHD 等。
橡胶邵尔硬度( Shore A/D):是试样受测量器具钝针压入时,钝针陷入试样表面凹陷深浅的程度,并有测量器具指针所表示的度数来表示。低硬度橡胶用邵A表示;高硬度橡胶用邵D表示。 橡胶国际硬度(IRHD):是在一定条件下,使用特定的压入器(测量钢球)在一个小的接触压力和一个大的总压力的作用下,压入橡胶的深度差值。
读数时间:测硫化橡胶3秒读数,热塑性橡胶15秒读数。
二、影响橡胶硬度的因素
(一)原胶种类 不同的橡胶材料成分不同,对应的硬度和弹性也会有所不同;如:天然橡胶(NR)硬度较低(约40 HA),而丁腈橡胶(NBR)因丙烯腈含量高可达46 HA。 (二)填料
炭黑、白炭黑等补强剂可显著提高硬度。炭黑用量越大,产品硬度会提高;用量少,硬度会减少。到一定的用量后,对硬度的提升比较小。炭黑粒径小比炭黑粒径大的补强效果好,对硬度的提升效果大。例如,每添加1份炭黑(如HAF N330),硬度增加0.5 HA。 (三)软化剂 软化剂的用量大,产品的硬度会减少;软化剂用量小,产品硬度会偏高。橡胶油分子量大时,对橡胶硬度调整帮助大,小分量的橡胶油在混炼和硫化时会挥发掉。 (四)硫化剂 硫化剂(硫磺和DCP)的用量越多,产品硬度越高;反之用量越少,硬度越低。 (五)增塑剂 增塑剂可以降低橡胶的硬度,提高其柔韧性。如芳烃油会降低硬度(每1份减少0.588 HA) (六)硫化温度和硫化时间 硫化温度和时间的控制对橡胶的硬度有显著影响,高温和长时间硫化会形成更致密网络结构。因此较高的温度和较长的时间会导致更高的硬度。 (七)存放环境因素 温度升高会导致橡胶软化,硬度下降。吸水性橡胶(如CR)在高湿环境中硬度可能降低。三、硬度和其他性能的关系
(一)橡胶硬度和弹性的关系
一般来说,橡胶硬度和弹性呈现出一定的负相关性。也就是说,橡胶硬度越高,弹性就越低。这是因为硬度越高,橡胶材料就越难以变形,也就越难以恢复原来的状态。相反,橡胶硬度越低,弹性就越高,因为橡胶材料越容易变形,也就更容易恢复原状。 (二)橡胶硬度和耐磨性的关系
正常来说,橡胶硬度和弹性呈现出一定的正相关性。也就是说,硬度越高,耐磨性越强。因为随硬度增加,填料结构增强,表面抗剪切力提高,表现为更好的干摩擦耐磨性。
(三)橡胶硬度和耐油性的关系
橡胶的硬度与其耐油性之间也存在一定正相关。一般来说,硬度较高的橡胶具有较好的耐油性,可以在油环境中保持较好的性能。因为高硬度橡胶(如NBR)一般来说分子链结构紧密,耐油性会更佳。
(四)橡胶硬度和抗撕裂性的关系 硬度与抗撕裂性之间存在正相关关系。硬度较高的橡胶由于结构更紧密,更能抵抗裂纹的扩展。四、橡胶硬度单位换算
五、常见原料的邵氏硬度
编辑:H
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