橡胶制品低温测试

测试目的

橡胶制品在低温环境下，其物理和化学性质会发生变化，如弹性降低、变硬、变脆等。进行低温测试的目的是评估橡胶制品在低温条件下的性能表现，包括耐寒性、弹性恢复能力、尺寸稳定性等，以确保其在寒冷环境中的正常使用，避免因低温导致产品失效而引发安全问题或性能下降。例如，在北方寒冷地区使用的汽车轮胎、橡胶密封件等产品，必须具备良好的低温性能，才能保证车辆的行驶安全和设备的正常运行。

测试方法

低温脆性测试:

原理和设备:低温脆性测试主要是确定橡胶制品在低温下失去弹性而变脆的温度点。测试设备是低温脆性试验机，它由制冷系统、试样夹具、冲击装置和温度控制系统组成。制冷系统能够将试验箱内的温度降低到所需的低温范围，试样夹具用于固定橡胶试样，冲击装置用于对试样施加冲击力，温度控制系统可以精 确地调节和控制试验温度。

测试过程和参数设置:将橡胶试样(通常为哑铃状或薄片形)固定在夹具上，放入低温箱中，以一定的降温速率(如1-2℃/min)将温度降低到设定的起始测试温度(如-40°℃)。在每个测试温度

下，用冲击装置对试样施加一定的冲击力(如根据试样的尺寸和形状确定的标准冲击力)，观察试样是否断裂。如果试样断裂，记录该温度;如果试样未断裂，继续降低温度，重复上述冲击过程，

直到试样断裂或者达到设备的蕞低测试温度。通过多次试验，确定橡胶制品的低温脆性温度。

低温回缩试验(TR试验):

原理和设备:低温回缩试验用于评估橡胶制品在低温下拉伸后恢复原状的能力。试验设备主要包括低温箱、拉伸装置和测量装置。低温箱用于提供低温环境，拉伸装置能够将橡胶试样拉伸到一定的伸长率并保持一段时间，测量装置用于测量试样在回缩过程中的长度变化。

测试过程和参数设置:将橡胶试样(通常为环状或圆柱状)在室温下安装在拉伸装置上，将试样和拉伸装置一起放入低温箱中。在低温箱内，将试样拉伸到规定的伸长率(如100 %、200%

等)，并保持一定时间(如10min、30min等)。之后，释放拉伸力，让试样在低温下自然回缩,记录试样在不间点的回缩长度。根据回缩长度计算回缩率，回缩率=(拉伸后的长度-回缩后的

长度)/拉伸后的长度x100  %。通过比较不同橡胶制品或不同测试条件下的回缩率，来评估其低温回缩性能。

低温刚性试验:

原理和设备:该试验是测量橡胶制品在低温下的刚性变化，也就是其抵抗变形的能力。常用的设备是扭转摆式低温刚性试验机，主要由低温箱、扭转装置和测量系统组成。扭转装置对橡胶试样施加扭转力，测量系统记录试样在扭转过程中的扭矩和扭转角度变化。

测试过程和参数设置:将橡胶试样(一般为圆柱状)安装在扭转装置上，放入低温箱内。在不同的低温温度下，对试样施加固定的扭转角度或扭矩，测量并记录试样所产生的扭矩或扭转角度响应。

根据扭矩-扭转角度关系，可以计算出橡胶制品的剪切模量等刚性参数，从而评估其在低温下的刚性变化情况。通常，随着温度的降低，橡胶制品的刚性会增加，剪切模量增大。

测试结果分析

低温脆性温度的判定:如果橡胶制品的低温脆性温度低于其实际使用环境的蕞低温度，那么在耐寒性方面可以认为该产品符合要求。例如，一种户外橡胶密封件，其实际使用环境的蕞低温度为-30℃，经过低温脆性测试，其低温脆性温度为-40℃，则说明该密封件在耐寒性上能够满足使用要求。比较不同橡胶配方或不同生产工艺下产品的低温脆性温度，可以筛选出耐寒性更好的材料或工艺。

低温回缩率的分析:低温回缩率反映了橡胶制品在低温下的弹性恢复能力。回缩率越低，说明橡胶制品在低温下的弹性恢复能力越差;回缩率越高，弹性恢复能力越好。通过对不同橡胶制品的低温回缩率进行比较，可以评估它们在低温下的弹性性能。例如，在航空航天领域使用的橡胶密封件，要求在低温下具有较高的弹性恢复能力，通过低温回缩试验可以选择合适的橡胶材料，确保密封件在低温环境下能够有效密封。

低温刚性变化的评估:根据低温刚性试验得到的剪切模量等刚性参数随温度的变化曲线，可以分析橡胶制品在低温下的刚性变化趋势。对于一些需要在低温下保持一定柔性的橡胶制品，如低温管道的橡胶接头，应尽量减小刚性的增加幅度。通过比较不同材料或产品的刚性变化曲线，可以优化橡胶制品的配方和结构，使其在低温下既具有足够的强度，又能保持良好的柔韧性。