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硫化橡膠、熱塑性橡膠的密度測量
閱讀：3751 發(fā)布時間：2012-8-24從ASTM D 297、ISO 2781、GB/T 533、DIN 53479規(guī)范
看硫化橡膠、熱塑性橡膠的密度測量?標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范：
標(biāo)準(zhǔn)ASTM D 297、ISO 2781、GB/T 533、DIN 53479制定了兩種硫化固體和熱塑性橡膠密度的測試方法。
方法A、浸漬法：
應(yīng)用阿基米得浮力法，當(dāng)物體*地被浸沒在液體時，要求物體的體積與置換液體的體積是相等的。一個物體在液體中呈現(xiàn)的重量是經(jīng)由浮力而使所測量的重量減少。
演算公式：
ρ＝m1×ρw/（m1－m2）
密度小于 1 g/cm3 時，使用抗浮架處理之。
方法B、比重瓶法：
應(yīng)用阿基米得容積置換法，應(yīng)用密度瓶測量。
比重瓶是一個能測定玻璃或金屬容器體積的設(shè)備。它通過簡單的稱重可測得液體的密度和容積所定義的體積。
對于窄口徑管材和電纜絕緣材，必需把試樣分割成小片來清除空隙時才會被用。
演算公式：
ρ＝m1×ρw/（m1＋m2－m3）
橡膠物理性質(zhì)：
橡膠除了本身的特性外，有很大的部份是決定于其配方，不同的橡膠配方所做出來的橡膠制品，其物理性質(zhì)也會有所不同。
在橡膠制品過程中，一般必須測試的物性有：
1、 拉伸強(qiáng)度 2、撕裂強(qiáng)度 3、定伸應(yīng)力與硬度 4、耐磨性
5、疲勞與疲勞破壞 6、彈性 7、扯斷伸長率。
為什么要測量硫化橡膠、熱塑性橡膠的密度？
各種橡膠制品都有它特定的使用性能和工藝配方要求。為了滿足它的物性要求，需選擇的聚合物和配合劑進(jìn)行合理的配方設(shè)計。而配方中所選用的材料品種、用量不同，性能上都會產(chǎn)生差異。所以密度的測試對于橡膠化合物的質(zhì)量控制和計算已知材料體積所需的橡膠重量是重要的。
輪胎的生產(chǎn)過程：
約可簡化為如下：
單體→聚合→凝聚→干燥→橡膠塊→硫化→成形
各種物性與密度的關(guān)系？
1、 拉伸強(qiáng)度：橡膠制品隨著交聯(lián)密度的增加，拉伸強(qiáng)度增加。
2、 撕裂強(qiáng)度： 撕裂強(qiáng)度與硫化體系有關(guān)，硫黃用量高撕裂強(qiáng)度高。
3、定伸應(yīng)力與硬度：隨著交聯(lián)密度的增加，定伸應(yīng)力與硬度也隨之直線增加。
4、耐磨性： 耐磨耗性能與橡膠制品使用壽命密切相關(guān)。磨耗是兩固體表面互
相接觸，經(jīng)摩擦而使表層材料脫落的現(xiàn)象。
方法：試驗時讓試樣與砂輪在一定的傾斜角度和一定的負(fù)荷作用下進(jìn)行摩擦，測定試樣在一定里程內(nèi)的磨耗體積。耐磨性的測試有：
A、DIN磨耗試驗法和密度的關(guān)系如下：
（磨前重量－磨后重量）×200 （W1－W2） × 200
磨耗量△V＝------------------------＝----------------------
密度×標(biāo)準(zhǔn)試片之磨耗量 Q ×S
B、阿克隆磨耗試驗法和密度的關(guān)系如下：
（m1-m2） 試樣試驗前的質(zhì)量－試樣試驗后的質(zhì)量
磨耗體積 V=-----------＝----------------------------------------------------------
ρ 試樣的密度
5：疲勞與疲勞破壞：單硫健的硫化體系，疲勞性能zui小，耐疲勞性能好。
6、彈性：隨著交聯(lián)密度的增加，硫化膠的彈性增加。
7：扯斷伸長率（延伸率）：扯斷伸長率隨著交聯(lián)密度的提高而降低。
由以上各種橡膠物性的論述，了解橡膠物性和硫化交聯(lián)密度有密不可分的關(guān)系。
硫化作用vulcanization cure：
在生膠中混入硫去加熱，則會使橡膠變的有彈性，這是因為硫原子會與橡膠的長條分子產(chǎn)生橫向的鍵結(jié)，如此使得橡膠在被拉開放松之后還可以回到原來的狀態(tài)。這是加入硫而產(chǎn)生橫接的作用。加硫可增強(qiáng)生橡膠的硬度、以及對化學(xué)物品的抵抗能力。橡膠結(jié)合硫的比率稱為加硫系數(shù)，加硫系數(shù)為5%左右之橡膠，柔軟而有彈性，稱為軟質(zhì)橡膠；加硫系數(shù)30%以上會變得堅硬于缺少彈性，稱為硬橡膠。但大部份的橡膠硫化都不太*，里面還含有許多未硫化的硫，這些硫會慢慢跟橡膠分子產(chǎn)生鍵結(jié)，時間愈久橡膠的硫化程度就愈高，這也就是為什么橡膠放久了會變硬的原因。
橡膠大分子在加熱下與交聯(lián)劑硫磺發(fā)生化學(xué)反應(yīng)﹐交聯(lián)成為立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的過程。經(jīng)過硫化后的橡膠稱硫化膠。硫化是橡膠加工中的zui后一個工序﹐可以得到定型的具有實用價值的橡膠制品。在橡膠的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中﹐硫磺交聯(lián)鍵的密度﹐決定著橡膠的硫化程度。
黑煙與白煙是橡膠工業(yè)的添加物，材料物性能因適當(dāng)添加而有提高。
1、黑煙即是指 "碳黑",添加之后材料會變黑, 并能提高抗紫外旋旋旋旋旋光性,避免材料老化。無定形碳的一種﹐又稱燈黑。質(zhì)輕﹐附著力很強(qiáng)﹐有很大的表面積。一般由氣態(tài)的碳?xì)浠衔锊?燃燒而制得。主要用作橡膠硬化的催化劑和增強(qiáng)橡膠韌性的填料﹐也是制造油墨和墨汁的原料。
2、白煙則是指 "二氧化硅" （也稱硅砂, silica）添加之后材料會變白色不透明。
3、煙膠：乳漿以水沖淡至l5%濃度，加入定量醋酸或蟻酸.橡膠成份即浮于水上
凝結(jié).經(jīng)洗滌壓成片狀后. 置于密閉室內(nèi)用樹木或椰子殼燜熏。
橡膠加硫前后為何要量測密度：
密度本身是橡膠材料的基本特性之一，由于制造產(chǎn)品的不同，添加高分子配方和硫化程度也跟隨著不同。而又和硬度、拉力強(qiáng)度、延伸性、耐磨性、變形歪曲量、反彈性、浸油膨脹…互有影響。所以除了本身的特性外，加硫前后其密度、體積將伴隨著加硫之多寡和硫化的程度而有所改變，其物理性質(zhì)也會有所不同。故橡膠在加硫前后必須量測密度值。
橡膠片油封、迫緊等的浸漬試驗：
將硫化橡膠片浸漬于燃料油，酒精燃料添加劑，潤滑劑等液體。并檢查試験片前后的質(zhì)量、體積，表面積，提取物、硬度和力學(xué)性能的變化。
質(zhì)量變化率：
W1：浸漬前硫化橡膠片在空氣中重量
W3：浸漬后硫化橡膠片在空氣中重量
W3－W1
△ W＝---------------×100
W1
體積變化率：
（W3－W4）－（W1－W2）
△ V＝---------------------------------×100
W1－W2
W1：浸漬前硫化橡膠片在空氣中重量
W2：浸漬前硫化橡膠片在水中重量
W3：浸漬后硫化橡膠片在空氣中重量
W4：浸漬后硫化橡膠片在水中重量
氣泡的影響：
根據(jù)德國的研究報告，附著在橡膠試樣上的氣泡所造成的影響：
A、 一個直徑Φ0.5mm的氣泡，將造成一個小于0.0001g的浮力。
B、 一個直徑Φ1mm的氣泡，將產(chǎn)生一個0.005g的浮力。
C、 一個直徑Φ2mm的氣泡，將產(chǎn)生一個約為4.200g的浮力。
樣品準(zhǔn)備的條件：
1、 方法A的橡膠試樣由表面光滑的小片構(gòu)成，沒有裂縫和灰塵，質(zhì)量至少2.5g。
2、 方法B的橡膠試樣形狀應(yīng)允許被分割成適當(dāng)?shù)钠瑺睢?br />3、 在橡膠的硫化和測試的間隔時，樣品和試樣應(yīng)當(dāng)保護(hù)以免直射陽光。
4、 如果有纖維依附或嵌入樣品中應(yīng)把它去除，且避免在液體中造成膨脹。
5、 適宜的使用無毒性液體弄濕去除接觸面。
6、 有織物標(biāo)記的應(yīng)當(dāng)用磨光機(jī)磨光滑。
7、 為了減少依附在試樣的氣泡，允許添加表面活性劑。
8、 若橡膠試樣表面過于粗糙可采取使用酒精媒介代替水。
橡膠助劑：
橡膠助劑起源于天然橡膠的硫化。目前有硫化促進(jìn)劑和防老劑兩類，主要有機(jī)助劑的產(chǎn)量大約為生膠消耗量的 4％。
1.橡膠硫化助劑：包括硫化劑（交聯(lián)劑）、促進(jìn)劑、活化劑和防焦劑等。
2.橡膠防護(hù)助劑：包括抗氧劑、抗臭氧劑、抗屈撓龜裂劑、光穩(wěn)定劑、紫外光吸
收劑、有害金屬抑制劑、物理防老劑、防白蟻劑、防霉劑等。
3.橡膠補(bǔ)強(qiáng)助劑：包括炭黑、白炭黑、金屬氧化物、無機(jī)鹽、樹脂等。
4.橡膠粘合助劑：包括間甲白體系和鈷鹽體系粘合劑和膠黏劑。
5.工藝操作助劑：包括塑解劑、增溶劑、增塑劑、軟化劑、均勻劑、潤滑劑、分
散劑、增粘劑、隔離劑、脫模劑等。
6.特殊助劑：包括著色劑、發(fā)泡劑、消泡劑、增稠劑、膏化劑、濕潤劑、乳化劑、穩(wěn)定劑、凝固劑、熱敏劑、抗蹼劑、防腐劑、保存劑、阻燃劑、抗靜電劑和芳香劑等。