Page 42 - 《橡塑智造与节能环保》2023年8期

技术与装备

表3 动态测试数据和结果
机器ID:DMYO-5 s/n:1DC6C72 动态参数压缩试验结果 ASTM D945规定的参数
邵A硬度 40 50 60 70
Yerzley 回弹性 (%) 77.1 52.4 32.4 47.5
弹性 SAEJ16 (%) 85.1 65.8 53.5 60.1
Yerzley滞后 (%) 22.9 47.6 67.6 52.5
点模量（MPa） 3.1 4.6 4.9 8.5
固有频率 (Hz) 3 3.8 4.8 5.4
动态模量（MPa） 4.7 7.3 11.7 15.2
2
惯性矩（kg·m ） 0.4557 0.4557 0.4557 0.4557
荷载位移曲线积分能量
3
初始循环吸收的能量（J/cm ） 0.5 0.27 0.23 0.15
单位体积吸收的功率（W） 588.9 407.5 437.7 319.9
初始循环返回的能量（J/cm3） 0.29 0.06 0.02 0.03
单位体积返回的功率（W） 340.4 96.6 46.8 65.7
其他计算参数基于 ASTM D5992的损耗因数和损耗角
损耗因数delta的正切值 0.103 0.27 0.411 0.329
损耗角 delta (°) 5.9 15.1 22.3 18.2
对数递减 0.323 0.847 1.291 1.032
测量相位角 5 12.3 18.3 15.2
相位角正切 0.088 0.218 0.331 0.272
测量周期（ms） 332.1 265.3 208.5 183.4
力矩臂（mm） 254 254 254 254
测量力（N） 301.07 295.26 301.87 308.81
最终挠度 (%) 31.84 21.5 20.36 11.67
动模量/点模量比 1.51 1.59 2.4 1.79
阻尼比 0.051 0.134 0.201 0.162
E' 储存模量（MPa） 4.7 6.13 6.96 11.54
E" 损失模量（MPa） 0.48 1.65 2.86 3.79
弹性区域模量（MPa） 1.17 2.591 3.236 4.812
平均绝对误差（MPa） 0.002 0.005 0.007 0.005
绘图极值
载荷最小值（N）；0.00 和最大值 705.77 538.45 527.26 536.55
位移最小值（mm）；0.000 和最大值 6.225 3.531 2.921 1.84
时间（ms）；0 和最大值 2,998 2,998 2,998 2,998

强度、韧性和疲劳寿命随着交联密度的增加而增加到 （4）效果： 关于橡胶交联密度的增加，并非越
最大值，然后降低。将硬度为60A 和 70A 的动态测试 高越好。
结果进行比较（表3），可以观察到这一现象。硬度 本研究对四种不同的橡胶试品采用了两种不同的
计60A的损耗角为22.3℃，但硬度计70A的损耗角度为 测试模式。动态模式是试品暴露在自由振荡条件下，
18.2℃，这证明越硬的橡胶其损耗角就越小。 以其固有频率得出结果，而第二种模式是静态滞后测
（1）未硫化橡胶：当缓慢拉伸时，橡胶分子从 试，测试速度要慢得多。每种测试都会在载荷位移图
盘绕形式延伸，由于粘性流动而分开并断裂，但不会 上产生不同的曲线。 在 0.95 应变或更小的范围内，
断开键。 每个曲线图的斜率都被认为是线性挠曲区，可以与该
（2）支链分子：交联少的橡胶需要更大的力才 试品的弹性模量相关联，而弹性模量可以相对测量每
能断裂。 个试品的交联密度。
（3）胶凝橡胶：随着交联的增加，橡胶分子最 值得注意的是，橡胶在自由振荡动态试验中对应
终会变得不溶于溶剂，因此，由于化学键必须断裂， 力的反应不同，这一点非常有趣，与在受控速度滞后
橡胶断裂所需的力会大大增加。然而，强度并不会随 试验中受到慢得多的事件时相比，橡胶产生的滞后值
着交联密度的增加而无限增加。在发生变形时，输入 大不相同。
的能量会转化为橡胶弹性，并通过分子运动转化为热 摘编自《Rubber World》No.8/2022
量；这两者都有助于防止橡胶链断裂。 章羽

14 橡塑智造与节能环保