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橡膠低溫脆性溫度的試驗(yàn)研究
橡膠低溫脆性溫度的試驗(yàn)研究
橡膠低溫脆性溫度是聚合物（包括橡膠、塑料）在低溫下，力學(xué)性能發(fā)生形態(tài)突變時(shí)的對應(yīng)溫度。這種力學(xué)行為可以外力作用下的形變來表征。假定以固定負(fù)荷來測定其溫度突變時(shí)橡膠的形變量，則隨著溫度由低到高可分成A,B,C,D,E五個(gè)分區(qū)A玻璃態(tài)B過渡區(qū)C高彈態(tài)D過渡區(qū)E粘液態(tài)；Tb-脆性溫度Tg-玻璃化溫度Tf-粘流溫度
圖1中，A區(qū)的溫度在玻璃化溫度Tg和脆性溫度Tb之間，在此區(qū)間，橡膠處于玻璃態(tài)，僅一小部分鏈段，側(cè)基、支鏈和較小鏈節(jié)能作內(nèi)旋轉(zhuǎn)，就是說，橡膠分子只能在原位振動(dòng)，且形變量極為有限。C區(qū)的溫度在Tb和Tf（粘流溫度）之間。在此區(qū)間，橡膠處于高彈態(tài)，當(dāng)受外力作用時(shí)，形變量較大。當(dāng)被拉伸時(shí)，分子鏈由卷曲狀變?yōu)樯熘?，而外力去除后，分子鏈又恢?fù)到卷曲狀。這種形變被稱為高彈性形變或彈性形變。此時(shí)的橡膠柔軟而富有彈性。當(dāng)外界溫度升高到Tf（粘流溫度）后，橡膠進(jìn)入了E區(qū)，其狀態(tài)由高彈態(tài)轉(zhuǎn)入粘流態(tài)（高粘度流體狀態(tài)）。此時(shí)，當(dāng)橡膠受外力作用時(shí)，整個(gè)分子鏈和局部鏈段都作運(yùn)動(dòng)，形變非常容易而強(qiáng)烈，形變量大而且不可逆，這種形變稱為塑性形變。
A區(qū)另一端所對應(yīng)的溫度點(diǎn)是脆性溫度Tb，其物理意義是橡膠在外來沖擊力下出現(xiàn)斷裂時(shí)的zui高溫度。換言之，外界溫度高于此點(diǎn)，外力沖擊就不在使它斷裂。用脆性溫度來衡量橡膠的低溫性能更具有實(shí)用意義，因?yàn)闇囟雀哂诖它c(diǎn)，橡膠就進(jìn)入高彈態(tài)，而玻璃化溫度是橡膠保留彈性的zui低溫度極限，低于此，則彈性就*消失了。所以，對于耐寒橡膠來說，總是把脆性溫度Tb，而不是把玻璃化溫度Tg作為考核指標(biāo)。
橡膠低溫脆性溫度試驗(yàn)步驟：
1) 試驗(yàn)片的狀態(tài)調(diào)整：原則上應(yīng)把試驗(yàn)片放置在溫度23℃±2℃，相對濕度50%±5%的室內(nèi)40個(gè)小時(shí)以上.
2)試驗(yàn)室的溫濕度：溫度（常溫），濕度（常濕）
3)試驗(yàn)溫度范圍：-80℃ ∼ 常溫(標(biāo)準(zhǔn))
* 根據(jù)我公司的協(xié)商結(jié)果以外的溫度執(zhí)行也可以.
4) 傳熱媒體
通常使用的傳熱媒體有甲醇，無水乙醇等.
5)傳熱媒體的溫度調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)傳熱媒體時(shí)使用干冰，
6) 試驗(yàn)速度：2±0.2m/s.
試驗(yàn)片數(shù)：制作試驗(yàn)片數(shù)量應(yīng)對各溫度水準(zhǔn)要準(zhǔn)備10個(gè)以上. 溫度水準(zhǔn)在5∼6的話zui少需要50～60個(gè)試驗(yàn)片.
如果已知試驗(yàn)片的脆化溫度的話可以只測量5個(gè)試驗(yàn)片
試驗(yàn)倉:可以放入充分的傳熱媒體，倉體采用隔熱材質(zhì)，可以讓傳熱媒體達(dá)到和維持均勻的溫度.儀器還設(shè)有讓試驗(yàn)片夾具和沖擊錘固定的結(jié)構(gòu)，溫度計(jì)和溫度調(diào)節(jié)器.
6) 溫度計(jì)(溫度檢測計(jì)): 采用±1℃精度的溫度計(jì)
1）為了將試驗(yàn)槽內(nèi)溫度降到設(shè)定溫度，使試樣在試驗(yàn)槽的中間部位充分侵漬，
放入足量的熱媒介，需要溫度上升時(shí)用加熱器進(jìn)行升溫已達(dá)到設(shè)定溫度。
2）A型試樣安裝在A型夾具，B型試樣安裝在B型夾具后，放置在試驗(yàn)槽內(nèi)。
備注：安裝試樣時(shí)要用扭矩扳手（2kgf·cm即0.19J扭矩）安裝。（為了避免人為誤差）
3）在每隔試驗(yàn)溫度階段需維持3min/±0.1min，擺錘以2±0.2m/s速度對試樣進(jìn)行一次沖擊，觀察試樣有無被破壞。
*做過一次試驗(yàn)的試樣不能重復(fù)利用。
4）為了求得催化溫度按照以下（A）記錄試樣被破壞個(gè)數(shù)。
（A）按照6 1）計(jì)算公式求得催化溫度的情況
在計(jì)算公式中求得脆化溫度時(shí)，從試樣全部被破壞的溫度開始到全部都沒有被破壞的溫度
為止，以2℃、5℃或10℃間隔做10個(gè)試樣以上實(shí)驗(yàn)，記錄被破壞的試樣的個(gè)數(shù)。