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如何使用橡胶磨耗试验机检测橡胶性能

发布时间:2018-04-24   点击次数:931次
橡胶磨耗试验机利用自身离子辅助离子镀,在橡胶表面沉积一层铜、钛、钨、锆等金属,能有效降低橡胶与对偶间的真实接触面积,显著降低摩擦力。氯化也可降低橡胶的摩擦系数及其对滑动速度和温度的依赖性。
橡胶的摩擦与粘弹性参数tanδ和弹性模量有直接关系,弹性模量随温度的升高而降低,tanδ则随温度的升高先上升后下降(极值点温度低于0°) 。随温度的升高,橡胶的弹性模量下降,磨损斑纹间距增大。高温条件下,由于橡胶老化严重,撕裂强度降低,使得磨损率显著增加,并且磨损率呈周期性大范围变化。
润滑剂的存在可阻止橡胶与对偶面的直接接触,粘着摩擦明显降低,橡胶磨粒磨损的斑纹间距减小,磨损率也显著降低。但在选用润滑剂时,必须考虑它对橡胶的溶胀作用,以及高温油润滑所导致的橡胶的化学降解或热降解,否则可能会加剧磨损。
在水(或水溶液)润滑条件下,随对偶的不同,水对橡胶和对偶的摩擦磨损性能的影响也不同。当对偶为惰性物质(如玻璃)时,水层可以起到非常好的润滑作用,摩擦系数随润滑膜膜厚的增加而降低。当对偶较活泼时(如钢)橡胶几乎无磨损,而对偶的磨损则比干摩擦时大得多。
橡胶对有机溶剂及润滑剂的溶胀作用比较敏感。一般情况下,溶胀会破坏橡胶的交联体系,引起橡胶的硬度、撕裂强度等力学性能降低,导致磨损的增大。Thavamani等用扫描电子显微镜(SEM)研究了硫化天然橡胶、丁苯橡胶、氢化丁腈橡胶在不同条件下的磨损机理,发现当法向载荷较小时,无典型的磨损斑纹出现,但橡胶在甲苯或二甲基甲酰胺中溶胀后,在其磨损表面可以观察到明显的磨损斑纹。这是因为橡胶溶胀后,其抗撕裂性能大大下降,弹性模量明显降低,因而与溶胀前相比,磨损斑纹间距变大。
对于一些有活泼官能团的橡胶(如NBR、HNBR),可利用其化学活性较高的特点,使之与某种溶剂反应,在橡胶表面形成一层化学反应膜来改善橡胶的摩擦学性能,利用碘溶液的溶胀作用对丁腈橡胶进行了改性,改性后的NBR和HNBR的摩擦系数明显降低。碘与橡胶表面的氰基结合形成一层薄而硬的改性层,此改性层具有降低摩擦的作用。然而,过度溶胀会使橡胶形成较厚改性层,因其与弹性本体的结合性较差,反而会导致摩擦增大,加剧磨损。
速度、载荷等因素都会对橡胶的摩擦磨损产生影响。一般而言,橡胶的摩擦系数随载荷和滑动速度的增加而减小,过大的载荷和滑动速度都会引起试样生热和表面的破坏。
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