硫化橡胶、热塑性橡胶的密度测量

从ASTM D 297、ISO 2781、GB/T 533、DIN 53479规范
看硫化橡胶、热塑性橡胶的密度测量?标准规范：
标准ASTM D 297、ISO 2781、GB/T 533、DIN 53479制定了两种硫化固体和热塑性橡胶密度的测试方法。
方法A、浸渍法：
应用阿基米得浮力法，当物体*地被浸没在液体时，要求物体的体积与置换液体的体积是相等的。一个物体在液体中呈现的重量是经由浮力而使所测量的重量减少。
演算公式：
ρ＝m1×ρw/（m1－m2）
密度小于 1 g/cm3 时，使用抗浮架处理之。

方法B、比重瓶法：
应用阿基米得容积置换法，应用密度瓶测量。
比重瓶是一个能测定玻璃或金属容器体积的设备。它通过简单的称重可测得液体的密度和容积所定义的体积。
对于窄口径管材和电缆绝缘材，必需把试样分割成小片来清除空隙时才会被用。
演算公式：
ρ＝m1×ρw/（m1＋m2－m3）
橡胶物理性质：
橡胶除了本身的特性外，有很大的部份是决定于其配方，不同的橡胶配方所做出来的橡胶制品，其物理性质也会有所不同。
在橡胶制品过程中，一般必须测试的物性有：
1、 拉伸强度       2、撕裂强度    3、定伸应力与硬度     4、耐磨性
5、疲劳与疲劳破坏 6、弹性        7、扯断伸长率。
为什么要测量硫化橡胶、热塑性橡胶的密度？
   各种橡胶制品都有它特定的使用性能和工艺配方要求。为了满足它的物性要求，需选择的聚合物和配合剂进行合理的配方设计。而配方中所选用的材料品种、用量不同，性能上都会产生差异。所以密度的测试对于橡胶化合物的质量控制和计算已知材料体积所需的橡胶重量是重要的。
轮胎的生产过程：
约可简化为如下：
   单体→聚合→凝聚→干燥→橡胶块→硫化→成形
各种物性与密度的关系？
1、 拉伸强度：橡胶制品随着交联密度的增加，拉伸强度增加。
2、 撕裂强度： 撕裂强度与硫化体系有关，硫黄用量高撕裂强度高。
3、定伸应力与硬度：随着交联密度的增加，定伸应力与硬度也随之直线增加。
4、耐磨性： 耐磨耗性能与橡胶制品使用寿命密切相关。磨耗是两固体表面互
           相接触，经摩擦而使表层材料脱落的现象。
方法：试验时让试样与砂轮在一定的倾斜角度和一定的负荷作用下进行摩擦，测定试样在一定里程内的磨耗体积。耐磨性的测试有：
A、DIN磨耗试验法和密度的关系如下：
 （磨前重量－磨后重量）×200     （W1－W2） × 200
磨耗量△V＝------------------------＝----------------------
            密度×标准试片之磨耗量           Q ×S
B、阿克隆磨耗试验法和密度的关系如下：
               （m1-m2）    试样试验前的质量－试样试验后的质量
磨耗体积 V=-----------＝----------------------------------------------------------
ρ                 试样的密度
5：疲劳与疲劳破坏：单硫健的硫化体系，疲劳性能zui小，耐疲劳性能好。
6、弹性：随着交联密度的增加，硫化胶的弹性增加。
7：扯断伸长率（延伸率）：扯断伸长率随着交联密度的提高而降低。
由以上各种橡胶物性的论述，了解橡胶物性和硫化交联密度有密不可分的关系。
硫化作用vulcanization cure：
在生胶中混入硫去加热，则会使橡胶变的有弹性，这是因为硫原子会与橡胶的长条分子产生横向的键结，如此使得橡胶在被拉开放松之后还可以回到原来的状态。这是加入硫而产生横接的作用。加硫可增强生橡胶的硬度、以及对化学物品的抵抗能力。橡胶结合硫的比率称为加硫系数，加硫系数为5%左右之橡胶，柔软而有弹性，称为软质橡胶；加硫系数30%以上会变得坚硬于缺少弹性，称为硬橡胶。但大部份的橡胶硫化都不太*，里面还含有许多未硫化的硫，这些硫会慢慢跟橡胶分子产生键结，时间愈久橡胶的硫化程度就愈高，这也就是为什么橡胶放久了会变硬的原因。
橡胶大分子在加热下与交联剂硫磺发生化学反应﹐交联成为立体网状结构的过程。经过硫化后的橡胶称硫化胶。硫化是橡胶加工中的zui后一个工序﹐可以得到定型的具有实用价值的橡胶制品。在橡胶的网状结构中﹐硫磺交联键的密度﹐决定着橡胶的硫化程度。
黑烟与白烟是橡胶工业的添加物，材料物性能因适当添加而有提高。
1、黑烟即是指 "碳黑",添加之后材料会变黑, 并能提高抗紫外旋旋旋旋旋光性,避免材料老化。无定形碳的一种﹐又称灯黑。质轻﹐附着力很强﹐有很大的表面积。一般由气态的碳氢化合物不*燃烧而制得。主要用作橡胶硬化的催化剂和增强橡胶韧性的填料﹐也是制造油墨和墨汁的原料。
2、白烟则是指 "二氧化硅" （也称硅砂, silica）添加之后材料会变白色不透明。
3、烟胶：乳浆以水冲淡至l5%浓度，加入定量醋酸或蚁酸.橡胶成份即浮于水上
   凝结.经洗涤压成片状后. 置于密闭室内用树木或椰子壳焖熏。 
橡胶加硫前后为何要量测密度：
密度本身是橡胶材料的基本特性之一，由于制造产品的不同，添加高分子配方和硫化程度也跟随着不同。而又和硬度、拉力强度、延伸性、耐磨性、变形歪曲量、反弹性、浸油膨胀…互有影响。所以除了本身的特性外，加硫前后其密度、体积将伴随着加硫之多寡和硫化的程度而有所改变，其物理性质也会有所不同。故橡胶在加硫前后必须量测密度值。
橡胶片油封、迫紧等的浸渍试验：
将硫化橡胶片浸渍于燃料油，酒精燃料添加剂，润滑剂等液体。并检查试験片前后的质量、体积，表面积，提取物、硬度和力学性能的变化。
质量变化率：
W1：浸渍前硫化橡胶片在空气中重量
W3：浸渍后硫化橡胶片在空气中重量
         W3－W1
△ W＝---------------×100
           W1
体积变化率：
       （W3－W4）－（W1－W2）
△ V＝---------------------------------×100
          W1－W2
W1：浸渍前硫化橡胶片在空气中重量
W2：浸渍前硫化橡胶片在水中重量
W3：浸渍后硫化橡胶片在空气中重量
W4：浸渍后硫化橡胶片在水中重量
气泡的影响：
根据德国的研究报告，附着在橡胶试样上的气泡所造成的影响：
A、 一个直径Φ0.5mm的气泡，将造成一个小于0.0001g的浮力。
B、 一个直径Φ1mm的气泡，将产生一个0.005g的浮力。
C、 一个直径Φ2mm的气泡，将产生一个约为4.200g的浮力。

样品准备的条件：
1、 方法A的橡胶试样由表面光滑的小片构成，没有裂缝和灰尘，质量至少2.5g。
2、 方法B的橡胶试样形状应允许被分割成适当的片状。
3、 在橡胶的硫化和测试的间隔时，样品和试样应当保护以免直射阳光。
4、 如果有纤维依附或嵌入样品中应把它去除，且避免在液体中造成膨胀。
5、 适宜的使用无毒性液体弄湿去除接触面。
6、 有织物标记的应当用磨光机磨光滑。
7、 为了减少依附在试样的气泡，允许添加表面活性剂。
8、 若橡胶试样表面过于粗糙可采取使用酒精媒介代替水。
橡胶助剂：
橡胶助剂起源于天然橡胶的硫化。目前有硫化促进剂和防老剂两类，主要有机助剂的产量大约为生胶消耗量的 4％。
1.橡胶硫化助剂：包括硫化剂（交联剂）、促进剂、活化剂和防焦剂等。
2.橡胶防护助剂：包括抗氧剂、抗臭氧剂、抗屈挠龟裂剂、光稳定剂、紫外光吸
收剂、有害金属抑制剂、物理防老剂、防白蚁剂、防霉剂等。
3.橡胶补强助剂：包括炭黑、白炭黑、金属氧化物、无机盐、树脂等。
4.橡胶粘合助剂：包括间甲白体系和钴盐体系粘合剂和胶黏剂。
5.工艺操作助剂：包括塑解剂、增溶剂、增塑剂、软化剂、均匀剂、润滑剂、分
散剂、增粘剂、隔离剂、脱模剂等。
6.特殊助剂：包括着色剂、发泡剂、消泡剂、增稠剂、膏化剂、湿润剂、乳化剂、稳定剂、凝固剂、热敏剂、抗蹼剂、防腐剂、保存剂、阻燃剂、抗静电剂和芳香剂等。