橡胶的密度
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2023年3月6日发(作者：masdar)橡胶密度、硬度、可塑度实验
一、试验目的
1.掌握用浮力-平衡法来测定橡胶的密度的测定方法
2.掌握橡胶邵氏硬度的原理和测定方法
3.掌握橡胶可塑度的测试方法，熟悉可塑度实验对橡胶加工的
意义。
二、实验设备及测试原理
1.邵氏硬度的测定原理
邵氏硬度计是测定硫化橡胶和塑料制品硬度的仪器。邵氏硬度计
是将规定形状的压针在标准的弹簧力下压入试样，把压针压入试样的
深度转换为硬度值。
邵氏硬度计有指针式和数显式两种，型号有邵氏A型、C型和D
型，其区别在于测量硬度范围不同。
(1)读数度盘
度盘为100分度，每一分度相当于一个邵氏硬度值。当压针端部
与下压板处于同一平面时，即压针无伸出，硬度计度盘指示为100，
压针完全伸出，硬度计度盘应指示为0。
(2)加载重锤
实验时硬度计垂直安装在支架上，并沿压针轴线方向加上规定质
量的重锤，使硬度计下压板对试样有规定的压力。对于邵氏A为1kg，
邵氏D为5kg。
硬度计的测定范围为20-9之间，当试样用A型硬度计测量硬
度值大于90时，改用邵氏D型硬度计测量，用D型硬度计测量硬度
值低于20时，改用A型硬度计测量。
2.橡胶可塑度测定原理
橡胶胶料在进行混炼、压延、压出和成型时，须具备适当的
可塑性，胶料的可塑性直接关系到整个橡胶加工工艺过程和产品
质量。可塑度过大时，胶料不易塑炼，压延时胶料粘辊，胶料黏着力
降低；可塑度过小时，胶料混炼不均匀，且收缩力大，模压时制品表面粗
糙，边角不整齐。因此，加料在加工前必须测定并控制胶料的粘
度，以保证加工的顺利进行。
可塑性测定仪可分为压缩型、转动型和压出型三大类。威廉氏
可塑计、快速塑性计和德弗塑性计属压缩型。这类塑性计结构简单，
操作简易，适用于工厂控制生产用。
可塑计的负荷由上压板与重锤等组成，压铊可作上下移动，其总重为
49+0.0049N（5+0.005Kg），在支架上装有百分表，分度为0.01mm，可塑
计垂直装在恒温箱内的架子上，离箱底不少于60mm，重锤温度可调
节为70+1℃和100+1℃。重锤的温度有温度计读出。试样置于重锤
与平板之间，压缩变形量由百分表指示。实验时，先将试样预热3
分钟，测量在负荷作用下的高度，然后去掉负荷，取出试样在室温
下放至3分钟，测量恢复后的高度。
试样结果计算公式：
可塑性P=(h0-h2)/(h0+h1)
软性S=(h0-h1)/(h0+h1)
还原性R=(h0-h2)/(h0-h1)
弹性复原性R＇=h2-h1
式中：h0-试样原高，mm；h1-试样经负荷作用3分钟的试样高度，
mm；h2-除去负荷，在室温下恢复3分钟的试样高度，mm。可塑性
在0～1之间数值越大，胶料越柔软。
三、试样制备
1.密度测试试样
可以为任意形状，表面要平整、洁净、光滑、无气泡，重量5-12
克。
2.邵氏硬度试样
试样厚度应不小于3mm。试样表面应光滑、平整、无气泡、无机
械损伤及杂质等。试样大小应保证每个测量点与试样边缘距离不小于
12mm，各测量点之间的距离不小于6mm。可以加工成50mm×50mm的
正方形或其他形状的试样。每组试样的测量点不少于5个，可在一个
或几个试样上进行。
3.可塑度试样
直径为15.0+0.5mm，高为10.00+0.25mm的圆柱样。胶片加工后，
在24小时内用专用的裁片机裁出标准试样。不得有气孔，杂质及
机械损伤等缺陷。
四、橡胶密度的测定
1.准备工作
1）拧松密度计左上角的滚花螺钉使指针处于自由活动状态。
2）将长臂上两个滑动砝码移动到底部靠近指针。
3）调整底座上的水平螺丝，使水平仪中水平气泡处于中央。
4）将长臂上滑动砝码上移，形成上下各一个滑动砝码。
5）看指针是否只在垂直位置“1”处。如不在，调节短臂上的两个滑
动砝码，使指针回到“1”处，以后不再移动短臂上的砝码。
6）调整长臂上两个砝码，使长臂上的指针指向水平位置的“0”处，
固定长臂上两个砝码。
2.试样的测试
将三棱针插入试片，若材料硬可先用小刀刺一个小口再插入，再
重新挂在梁上，烧杯中加入蒸馏水（不浸入），移动调整铝砝码使指
针指向“0”；将烧杯放在拖盘上，使试样完全浸泡在蒸馏水中，不
得碰靠烧杯，得出密度值。
试验样品不得少于三个，实验结果取平均值。
五、橡胶硬度的测定
1.按GB1039-92《塑料力学性能实验方法总则》中第2.3.4
条规定调节实验环境并检查和处理试样。对于硬度与温度无关的材料，
实验前应在实验环境中至少放置1h；
2.将硬度计垂直安装在硬度计支架上，用厚度均匀的玻璃平放在
试样台上，在重锤作用下使硬度计下压板与玻璃完全接触，此时读数
盘指针应指示100，当指针完全离开玻璃片时，指针应指示0。允许
最大偏差为±1个邵氏硬度值；
3.将待测试样置于测定架的试样平台上，使压针头离试样边缘至
少12mm，平稳而无冲击地使硬度计在规定重锤的作用下压在试样上，
从下压板与试样完全接触15s后立即读数。如果规定要瞬时读数，则
在下压板与试样完全接触后1s内读数；
4.在试样上相隔6mm以上的不同点处测量硬度至少5次，取其平
均值。
5.硬度值表示
从读数度盘上读取的分度值即为所测定的邵氏硬度值。用符号HA
表示邵氏A的硬度。如：用邵氏A硬度计测得硬度值为50，则表示
为HA50。实验结果以一组试样的算术平均值表示。
注意：如果实验结果表明，不用硬度计支架和重锤也能得到重复
性较好的结果，也可以用手压紧硬度计直接在试样上测量硬度。
六、橡胶可塑测定
1、调节恒温箱温度，保持在70+1℃，用厚度计测量室温下试
样的原始高度h0（精确到0.01mm）。
2、将试样放入恒温箱内仪器的底座上，在70+1℃下预热3分
钟。
3、将预热好的试样放在上、下压板之间的中心位置上（为防止
试样粘压板，可预先在试样两工作面上个贴一层玻璃纸。计算结果
时应将玻璃纸厚除去）。轻轻放下负荷加压，同时预热第二个试样。
4、加压3分钟后，立即读出试样在负荷作用下的高度h1。
5、去掉负荷，取出试样，在室温下放置3分钟，测量恢复后的
高度h2（精确到0.01mm）。
6、可塑度按公式计算，每个试样数量不少于2个，取算术平均
值，允许偏差为+0.02，结果精确到0.01。
七、数据处理