ASTM D412硫化橡膠和熱塑性彈性體拉伸試驗方法

2022-05-17 22:31:41 字數 5054 閱讀 2817

3.1.5 一定延伸率的張應力——使試樣均勻橫截面伸展到給定延伸時所需要的力。(d 1566)

3.1.6 熱塑性彈性體——不同於傳統硫化橡膠,與熱塑性材料一樣可以加工和迴圈使用。

3.1.7 最終延伸率——在持續張應力下試樣發生破裂時的延伸。

3.1.8 屈服點——在應變曲線上的點。(d 1566)

3.1.9 屈服應變——在屈服點的張力水平。(d 1566)

3.1.10 屈服應力——在屈服點的應力水平。(d 1566)

4. 實驗方法概要

4.1 對抗拉效能的測量開始於從試樣材料上取來實驗橡膠片,包括試樣的準備和試樣的實驗。試樣均勻橫截面區域可以成啞鈴體,環形或直片形狀。

4.2 在試樣對張應力,在給定延伸時的張應力,抗拉強度,屈服點和最後延伸進行測量。張應力,屈服點和抗拉強度基於原始試樣的均勻橫截面。

4.3 在先前沒有應力的試樣被延伸和縮排後,進行張力設定測量。破裂後的設定同樣也描述了。

5. 重要性和應用

5.1 採用本實驗方法的所有材料和產品在一定效能應用下必須能夠耐張力。也可以使用這些方法對一些像這樣張力效能的測量。

然而,因為在實際使用中潛在效能要求非常廣泛,因此單獨的張力效能不能直接地與最終產品使用效能掛鉤。

5.2 張力效能取決於材料和實驗條件(延長率,溫度,濕度,樣品幾何形狀,實驗前的預備等等);因此在相同實驗條件下材料必須進行比較。

5.3 溫度和延長率對張力效能有實質性的影響,因此必須控制好。試樣型別的不同這些影響也是多樣的。

5.4 張力設定表示部分永久性的和延長和收縮後部分恢復的殘留變形。因此,必須控制延長和恢復週期(還有其他實驗條件)以獲得可對比性結果。

6. 裝置和儀器

6.1 實驗機器——張力實驗必須在可以產生500±50 mm/min(20±2in./min)勻速速率的電力驅動機器上進行。

(兩爪距離至少為750mm)(30in.)。(參考注釋1)。

實驗機器必須有匹配的測力計和測量或記錄測量外加力(範圍在±2%之內)的系統,。如果對乙個測量能力範圍(擺動式測力計)不能改變,破裂時的外加力必須在滿刻度±2%內進行測量,最小張力測量必須精確在10%以內。

注釋2——採用1000±100 mm/min(40±4in./min)的延伸率,在報道中標記速度。如果有問題,則重複實驗,採用500±50 mm/min(20±2in.

/min)的延伸率。

6.2 用來公升溫和降溫的實驗箱——實驗箱必須符合以下的要求:

6.2.1 空氣可以以1—2m/s(3.3 to 6.6 ft/s)的速率在實驗箱中流通,試樣可以保持在2°c(3.6°f)。

6.2.2 在夾具或軸附近安裝乙個校準過的感測器來測量實際溫度。

6.2.3 實驗箱必須接有乙個排氣系統,向外界排放高溫產生的煙。

6.2.4 實驗之前必須製作用於在夾具或軸附近懸掛試樣的裝置。除由於流通空氣煽動導致的瞬間接觸外,試樣不允許接觸實驗箱任何一面。

6.2.5 在高溫或低溫下使用方便操作的快速工作夾具,可以在很短的時間內放置試樣而不影響實驗箱中的溫度。

6.2.6在此實驗溫度下使用適宜的測力計或與實驗箱隔熱。

6.2.7 準備測量實驗箱中試樣延伸的裝置。如果比例尺測量水準基點之間的延長,則比例尺必須平行安裝在夾具的附近,並且可以在實驗箱外面進行控制。

6.3 千分尺——千分尺必須符合d 3767(方法a)準則的要求。對於環形試樣,參考14.10部分。

6.4 張力設定實驗的儀器——在6.1中描述的實驗機器或者與圖1中所示類似的儀器。

乙隻秒錶或其它可以計時的裝置,可以測量分鐘之間的間隙,測量時間至少為30分鐘。用於測量張力設定的比例尺或其它裝置,精確度在1%以內。

圖1拉力設定實驗裝置

7. 試樣的選擇

7.1 選擇時考慮下列資訊:

7.1.1 由於在加工和準備過程中流動所形成的各向異性和紋理方向,可能對張力效能有一定的影響,所以啞鈴體或直狀的試樣必須剪下,這樣試樣的縱向就與已知紋理方向平行了。

環形試樣通常紋理效能均勻。

7.1.2 除非有其它規定,否則熱塑性橡膠或熱塑性彈性體試樣或兩者必須從注塑成型片或板上剪下厚度為3.

0±0.3 mm。其它厚度的試樣不能夠提供可對比性的結果。

進行實驗的試樣方向必須和在鑄模中流動方向平行或垂直。樣片的尺寸必須滿足此要求。

7.1.3 通過分離夾具來測量環形試樣的延伸,但是環形試樣(沿)半徑的寬度的延伸是不均勻的,為了減少這種影響,試樣的寬度必須小於其直徑。

7.1.4 如果在進行的延長至斷裂實驗中,直狀試樣趨向斷裂,當準備另一型別試樣不可行時採用直狀試樣。直狀試樣對於獲得非斷裂應力或材料係數效能是非常有用的。

7.1.5 使用的試樣型別取決於材料,實驗裝置和所能夠獲得的試樣。對於低極限伸長率的橡膠材料,為改善延伸測量的準確性,需要採用較長的試樣。

8. 實驗裝置的校準

8.1 按照e 4準則程式a對實驗機器進行校準。如果測力計是應變儀型別,則除e 4準則中7和18部分中是要求外,用一次或多次力來校準實驗裝置。擺式測力計校準如下:

8.1.1 把啞鈴狀試樣的一終端放在實驗機器上面的夾具上。

8.1.2 把較低的夾具從機器上移走,通過夾鉗裝置把啞鈴狀試樣固定在上面的夾具上。

8.1.3 在試樣卡緊裝置較低的一端縛上乙個吊鉤。

8.1.4 在試樣夾裝置的吊鉤上懸掛乙個已知質量的塊,方法是允許安裝塊臨時放置在較低測試機夾具構架或支架上(注釋2)

8.1.5按照標準啟動夾具分離電動機或機械裝置,使其執行直到已知質量塊在較高夾具上的試樣附近自由懸掛。

8.1.6 如果刻度盤或數值範圍不能顯示在指定公差內的施加力,徹底檢查有故障的測試機(如,在軸承可其它移動部位磨擦力過大)。確保較底夾具裝置和吊鉤的質量包括在內。

8.1.7 如果已解決了機器磨擦或其它故障,使用已知質量的塊來產生大約測試機能力的10,20和50%的力至少在三點重新校準測試機,如在日常測試中使用棘爪或棘齒,則使用它們校準測試機,用上面的棘爪校準頂部的摩擦力。

注釋3——提供一種防止已知質量塊在啞鈴狀物破裂時落下地上的方法。

8.2 使用乙個彈性校準裝置可以快速地校準測試機。

9.試驗溫度

9.1 除非特別說明,否則試驗的標準溫度應為23 ±2°c (73.4 ±3.

6°f)。當試驗溫度是23°c(73.4°f)時試樣處在此條件下至少3個小時,如果材料受潮濕影響,試樣維持在50±5%的相對濕度,並且在試驗前放置於此條件下至少24小時,當在其它溫度下試驗時要求使用準則d1349中所列的溫度。

9.2 對於23°c (73.4°f)以上的溫度,測試前根據方法a試樣預先加熱10±2分鐘,方法b則為6±2分鐘(見注釋3)。

試樣隔離放在實驗箱中,其目的為了讓一系列試樣預熱時間相同,在高溫下預熱時必須避免額外的硫化或熱老化(警告——其它預防方法,除了在23°c (73.4°f)下測試為保護胳膊和手要戴耐熱或冷的手套,高溫下試驗,室內門開著時,為防止吸入有毒氣體,戴上面具是有必要的。)

9.3 在23°c (73.4°f)以下試驗時,測試前放置至少10分鐘。

試驗方法a——啞鈴狀和直狀試樣

10. 儀器

10.1 模具——準備啞鈴試樣的模具形狀和尺寸應符合圖2所示要求。面向橫斷面減縮的內部應垂直於切邊組成的平面,並且磨光,它們之間的距離至少為5 mm (0.

2 in.)的長度,模具在任一時間內都應鋒利和無刻痕(見9.2)

注釋4——模具的條件取決於對斷裂實驗試樣破裂點的研究。去掉測試機夾具上的樣件,把試樣放在一起,記錄每個試樣在相同位置下是否有拉伸斷裂的趨向,在同一地方持續存在破裂表明在此位置模具可能遲鈍,有刻痕或彎曲。

10.2 基準點標記器——用於測量延伸或拉力而在實驗樣品上放置的兩個標記叫「基準點」(見注釋4)。基準點標記器應由乙個底盤包含兩個凸起的平行物,兩個凸起部分的表面(平行於底盤的平面)在同一平面並且光滑。

凸起平行物做標記的平面寬應在0.05和0.08 mm (0.

002and 0.003 in.)之間,長至少15 mm (0.

6 in.),平行標記表面與凸起平行物側面部分之間的角度至少75°,兩個平行凸起部分的中心或標記表面之間的距離應在所要求的1%之內或基準點之間的距離。附在基準點標記器底盤的後面或頂端的把柄通常是基準點標記器的一部分。

注釋5——如果接觸伸長計用於測量延伸,則就不需要基準點。

10.3 墨水敷抹器——乙個平坦的堅硬表面(硬木,金屬或塑料)可以墨水或粉末弄到基準點。墨水或粉末應粘附在試樣,對試樣沒有影響並且與試樣的顏色反差明顯。

10.4 夾具——測試機應有兩個夾具,乙個連線測力計。

10.4.1 用於測試啞鈴試樣的夾具能夠自動拉緊並在夾具表面施加均衡的壓力,隨壓力的增加而增加,以防止滑動和促進在直的遞減橫截面試樣的失效,由壓縮空氣持續產生壓力型別的夾具也符合要求。

建議每個夾具的末端有乙個定位裝置,用來把試樣插入夾具中(同樣深度)。

10.4.2 用於測試直狀試樣的夾具應是可以提供持續氣壓壓力的工具,無論楔形的,或套環型的裝置能夠把壓力傳送到整個試樣上。

11. 實驗樣品(試樣)

11.1 啞鈴狀試樣——可能的話,採用注塑成型的試樣,或者從平片上剪下的試樣,其厚度不能少於1.3mm(0.

05in.),不能大於3.3mm(0.

13in.),大小可以允許使用標準方法剪下(參考d 3182準則)。平片可以通過加工直接提供或者從成品上通過剪下和拋光提供。

如果從機器製成品上獲得,則試樣表面必須光滑,無層結構等等,符合d 3183準則中描述的程式。剪下所有試樣使其縱向位置與紋理平行。按照d 3182準則準備的試樣,試樣必須為2.

0 ± 0.2mm(0.08±0.

008in.)厚。使用圖2衝模c(除非有其他規定)剪下試樣,並且保證剪下表面光滑。

圖.2 剪下啞鈴狀試樣的標準衝模

11.1.1 標記啞鈴狀試樣——試樣必須標記10.

2中描述的基準點,標記時試樣不要成拉緊狀態。標記必須在遞減橫截面上,標記之間的距離為:對圖2衝模c和衝模d為25.

00 ± 0.25mm(1.00±0.

01in.); 對圖2其它衝模為50.00± 0.

5mm(2.00±0.02in.

)。11.1.2 測量啞鈴狀試樣厚度——對試樣進行三處厚度測量,一處在**,另兩處分別在

遞減橫截面部分每一端。三處的中間數值即為計算橫截面區域的厚度。試樣最大和最小厚度之間差額超過0.

08mm(0.003in.),必須廢棄。

試樣的寬度作為受限橫截面部分中模剪下邊緣之間的距離。

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