橡胶硬度估算及调整方法

【橡胶技术网 - 配方设计】

　　配方设计与橡胶硬度的关系

　　·生胶品种

　　·硫化体系

　　·补强填充剂

　　·软化增塑剂

　　邵尔A型硬度测定中的影响因素

　　1.试样厚度的影响

　　邵尔A型硬度值是由压针压入试样的深度来测定的，因此试样厚度直接影响试验结果。试样受到压力厚产生变形，受到压力的部位变薄，硬度值增大。所以，试样厚度小硬度值达，试样厚度大硬度值小。

　　2.压针长度对试验结果的影响

 　　标准中规定邵尔A硬度计的压针露出加压面的高度为2.5mm,在自由状态时指针应指零点。当压针在平滑的金属板或玻璃上时，仪器指针应指100度，如果指示大于或小于100度时，说明压针露出高度大于或小于2.5mm或小于2.5mm,这种情况下应停止使用，进行校正。当压针露出高度大于2.5mm时测得的硬度值偏高。

　　3.压针端部形状对试验结果的影响

　　邵尔A型硬度计的压针端部在长期作用下，造成磨损，使其几何尺寸改变，影响试验结果，磨损后的端部直径变大所测得结果也大，这是因为其单位面积的压强不同所致。直径大则压强小所测得硬度值偏大，反之偏小。

　　4.温度对试验结果的影响

　　橡胶为高分子材料，其硬度值随环境的变化而变化，温度高则硬度值降低。胶料不同其影响程度不同，如结晶速度慢的天然橡胶，温度对其影响小些，而氯丁橡胶、丁苯橡胶等则影响显着。

　　5.读数时间的影响

　　邵尔A型硬度计在测量时读数时间对试验结果影响很大。压针与试样受压后立即读数与指针稳定后再读数，所得的结果相差很大，前者高，后者偏低，二者之差可达5至7度左右，尤其再合成橡胶测试中较为显着，这主要使胶料在受压后产生蠕变所致。所以当试样受压后应立即读取数据。

　　橡胶胶料硬度调整方法

　　1. 用填料量调整

　　以胶料中填料增减来调整硬度。高硬度的胶料其含胶率相对地低，高填料的未硫化胶不但胶料的自粘性差，操作困难且硫化胶的滞后性大，不能满足使用要求。

　　2. 用硫磺量调整

　　根据胶料中硫磺的多少调整硬度。胶料的硬度随着硫磺含量的增加而提高，此法在生产中易于掌握，含胶量较稳定，胶料的粘性好，便于操作，成品又能具有适宜的弹性。其缺点是耐热性差。

　　3. 用增塑剂量调整

　　在低于60度（邵尔A）硬度的胶料中，由于硫磺含量已属很低，要求具有更低的硬度则上述两种方法已不起作用，则可采用增减胶料中增塑剂的用量来获得所需要的低硬度。
 

各种橡胶的基本硬度

NR、低温SBR、CIIR 40

充油（25phr） 

SBR 31

高温SBR 37

充油（37.5phr）

SBR 26

IIR 35

NBR、CR、CSM 44

丙烯腈含量40%以上的NBR 46
 

在上述基础胶料中，每增加1份填充剂或软化剂，其硬度值的变化如下：

FEF、HAF、EPC +0.5

ISAF +2.5

SAF、气相法白碳黑 +2.5

SRF +0.33

含水二氧化硅类 +0.4

热裂法碳黑或硬质陶土 +0.25

碳酸钙 +0.167

表面处理的碳酸钙 +0.142

矿质橡胶 -0.2

脂类增塑剂 -0.67

脂肪族油或环烷油 -0.5

芳烃油 -0.588

橡胶硬度的估算方法： 

估算硬度=橡胶基础硬度+填料（或软化剂）用量×硬度变化值。