硬度试验
橡胶的硬度值表示其抵抗外力压入即反抗变形的能力﹐其值大小表示橡胶的软硬程度﹐根据硫化胶硬度大小可以判断牛成品的配炼质量及硫化程度,因而硬度作为混炼快检指标之一·同时可间接了解其他力学性能。
目前国际上有很多种橡胶硬度计﹐总的分为两大类:一类是圆锥形平端针压头（压针）如邵尔硬度计;
二类是圆球形压头﹐如国际硬度（IRHD）·邵尔硬度计﹑赵氏硬度计等·两者的共同点是在一定力的作用下（弹簧或定负荷砝码）﹐测量橡胶的抗压性能·不同的是除了压针性状不同外﹐加入负荷的形式不同,前者为动负荷﹐后者为定负荷。
我国一般测定橡胶硬度朵用邵尔硬度·邵尔硬度分为A·C、D等几个型号,邵尔A为测量软质橡胶﹐邵尔C为测量裘硬质橡胶,D型为测量硬质橡胶。邵尔硬度计结构简单﹐操作、携带方便·国际硬度为负荷固定﹐测量过程中可减少人为误差﹐结果精确。
一﹑试验原理
压入硬度是测量规定性状的压针在一定的条件下压入橡胶的深度﹐最后换算为一定的硬度单位表示出来。
如邵尔硬度计测定的是压针压入深度与压针露出长度（2.5mm）之差对压针露出长度比值百分率，可用下列公式表示。
T =2.5-0.025hh= ( 2.5-T)/2.5×100
式中T——压针压入深度﹐mm;
h―—邵尔硬度。
由此可知，对于一个流动性很好的材料T=2.5﹐所以h为0﹐对于刚性材料T=0,h=100﹐硬度范围0——100度﹐测定最佳范围在20——90度·
二﹑仪器
硬度计按型式可分为台式和手提式，一般实验室多朵用台式硬度计﹐使用支架固定硬度计或压针轴上涌砝码加力使压足和试样接触﹐或两种方法兼用﹐可以提高测量准确度·对于邵尔硬度计﹐A型推荐使应1kg砝码,D型推荐使用5kg砝码。台式硬度计是由底座、工作台面、压针、刻度表、砝码盒主柱等组成。
三·试样
(1）试样厚度不小于6mm’如试样厚度低于6mm，可用同样胶片重叠起来
但重叠数不得超过3层,每层厚度不小于2mm，但这样测量的结果与整块试样上测量的硬度是不能相比较。
(2）试样表面应光滑、平整、不应有缺胶﹑机械损伤及杂质等。如试样
表面有杂质﹐需用纱布沾酒精擦净。
(3）试样必须有足够的尺寸,保证压针和试样接触位置距离边缘至少
12mm，即试样外形尺寸必须在24mm以上。
(4）试样在试验温度下应至少停放5h
四、试验步骤
(1）整理设备仪器·环境·准备相关工作。
(2）试验前检查硬度计指针是否指需点（如指针量偏离需位时﹐可以轻
松动右上角压紧螺丝﹐转动表面﹐对准雩位）﹐并检查压针于玻璃面上（压针端面与压脚底面严禁接触于玻璃上）是否指于100度，如不之需位和100度时﹐可轻微按动压针几次﹐如仍不指需位和100度时﹐则不能使用﹐如在定荷架上使用时﹐可波动手柄·使工作台上升﹐将定位销插入工作台下部小孔,调整工作台水平后使用,如仍不指100度时同样不可以使用。
(3）将试样置于硬度中玻璃面上·用定负荷架辅助测定试样的硬度·在
试样缓慢地受到1kgf负荷,(硬度计的底面与试样表面平稳地完全接合）时立即读数（1s内)
(4）试样上的没一点只准确测量一次硬度﹐点与点间距离不少于6mm ,
点与边间距不少于12mm
(5）每个试样的测量点不少于5个﹐取其中值为试验结果，试样结果精
确到整数位。
(6）如是手提式﹐把试样放置在坚固的平面上﹐拿住硬度计﹐压足中孔
的压针距离试块边缘至少12mm，平稳地把压足压在试样上﹐不能有任何振动﹐并保持压足平行于试样表面﹐以使压针垂直地压入试样·所施加的力邀刚好足以使压足和试样完全接触﹐除另有规定,必须在压足和试样完全接触后1s内读数﹐如果是其他间隔时间读数则必须说明。
(7)使用邵尔硬度计时﹐但A型硬度计测量值超出90度时推荐用D型硬度
计﹐当D型硬度计测量值低于20度时推荐用A型硬度计﹐A型硬度计值低于10度时不准确的﹐测量结果不能使用。
(8）试验结束后,清理现场并作好相关实验使用记录。
五﹑实验的影响因素
(1）温度的影响
当试样温度高时,由于高聚物分子的热运动加剧﹐分子间作用力减弱﹐内部产生结构的松弛时间下降﹐降低了材料的抵抗作用﹐因而硬度值降低·胶料不同其影响程度不同﹐如结晶速度慢的天然橡胶温度对其影响太小﹐而蚕丁橡胶﹑丁苯橡胶等则影响显著·
(2）试样厚度的影响
邵尔A型硬度值是由压针压入试样的深度来测定﹐因此试样厚度直接影响试验结果。试样受到压力后产生变形吗,受到压力的部分变薄﹐硬度计压针则会受到承托试样的玻璃片的影响﹐硬度值增大。所以﹐试样厚度小硬度值大,试样厚度大硬度值小。
(3）读数时间的影响
邵尔A型硬度在测量时读数时间对试验结果影响很大·压针与试样受压后立即读数与指针稳定后再读数取数值﹐所得的结果相差甚大﹐前者高﹐后者偏低﹐二者之差可达5——7度左右﹐尤其在合成橡胶测试中较为显著﹐由于橡胶是高分子黏度性体﹐受外力作用后具有松弛现象﹐随着压针对试样加压时间的增长﹐因而试样对硬度计压反抗力减小所以硬度减小·所以当试样受压后应立即读取数据。(4）压针长度对试验结果的影响
在标准中规定邵儿A型硬度计的压针露出加压面的高度为2.5mm·在自由状态时指针应指需点·当压针压在平滑的金属板或玻璃上时﹐仪器指针指100度·如果指示大于或小于100度时,说明压针露出高度大于2.5mm或小于指针2.5mm，在这种情况下应停止使用，进行校正·当压针露出高度大于2.5mm时测得的硬度值偏高。
(5）压针端形状对试验结果的影响
邵尔A型硬度计的压针端部在长期作用下﹐造成磨损﹐使其几何尺寸改变﹐影响试验结果﹐磨损后的端部直径变大所测之结果也大﹐这是因为其单位面积的压强不同所致﹐直径大则压强小所测硬度值偏大﹐反之偏小。
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