橡胶性能标准试验规范

橡胶性能标准试验规范

(ASTM D395-2003)

1范围

1.1本测试方法测试应用中会在气体或液体媒介中承受压力的橡胶。本测试

方法特别适用于在机械固定器件，减震器，封条中使用的橡胶。本测试方法包含以下两种方法：

1.2测试方法可以选择，但是应考虑用于与测试结果关联的实际情况下使用

的橡胶的性质。除非在具体的规范中有其他规定，应使用测试方法B。

1.3测试方法B不适用于硬度大于90IRHD的硫化橡胶。

1.4以国际单位（SI）为单位的数值应被认为是标准。在括号内的数值起参照作用。

1.5此项标准不包括与其应用有关的所有的安全隐患。此项标准的使用者有责任在使用前建立合适的安全健康规范以及决定法规限制是否适用

2 参考文件

2.1 ASTM标准：

D1349 橡胶规范---测试的标准温度

D 3182 混合标准化合物及制备标准硫化橡胶薄片用橡胶材料、设备及工序的标准实施规程

D 3183 橡胶实施规范---从橡胶制品中制备试验目的用试片

D 3767 橡胶的标准规程----尺寸测量

D 4483 评定橡胶和炭黑制造工业试验方法标准的精度的实施规程

E 145 重力对流式和强制通风式烘炉的规范

此测试方法属于ASTM D 11橡胶委员会的工作范围，是其下属D11.10物理测试子委员会的直接责任。

目前的版本在2008.3.1批准，2008.07出版。原始的版本在1934年批准。上一个版本在2003年批准.

3 测试方法概要

3.1 用挠力或规定的力压缩试样，并在规定的温度下保持规定的时间。

3.2 在试样在合适的装置内，在规定的条件下经过特定时间的压缩变形后，取出试样，等待30分钟，测量试样的残留变形。

3.3 在测量残留变形后，根据Eq1和Eq2计算压缩永久变形。

4. 意义和用途

4．1 压缩永久变形测试用于测量在长时间受压后，橡胶化合物保持弹性的能力。实际情况下的压力可能包括持续的挠力，持续的已知力，时短时续的压力产生的交替变形和恢复。虽然后者也产生压力永久变形，它的效果更接近于压缩挠曲和滞后测试。因此，压力永久变形测试主要适用于静态力的使用环境。测试经常在高温下进行。

5 试样

5.1 可以使用来自相同样品的2个（选项1）或3个（选项2）相同的试样。选项1的压力永久变形应为两个试样的平均值，表示为百分比；选项2的压力永久变形应为三个试样的中间值，表示为百分比。

5.2 标准测试试样应从实验室准备的平面上切割，形状为圆形。

5.2.1 试样的尺寸为：

A 类型1试样可用于方法A,B.

B 类型2仅用于方法B。

5.2.2 在切割标准试样时，具有5.2.1中规定的内部尺寸的圆形裁刀应在钻床上旋转，并用肥皂溶液润滑。在切割边缘与试样平面边缘之间的距离最小为13mm（0.51in.）。切割压力应越小越好，以最小化切割边的翘弯。裁刀应仔细维护，使切割边缘保持锋利并没有割口。

5.3 制作标准试样的另一个方法是直接模制具有测试方法要求的和5.2.1规定的尺寸的圆形试样。

注1---应注意如果样品平面和模制试样如在相同的温度下进行相同时长的烘培固化，两者的状态不会完全相同。模制的试样的固化程度会更高。如果要使按不同测试方法得出的测试结果具有可比性，一定要调整烘培时间。

注2----为了达到模制试样的一致性和较小的公差，应规定模具的尺寸，弥补模具的收缩。带有溢流槽，腔厚度为13.0±0.1mm（0.510±0.004in.），腔直径为29.20±0.05mm（1.148±0.002in.）的双片模可以为方法A,B提供类型1试样。腔厚度为6.3±0.3mm（0.25±0.012in.），腔直径为13.2±0.1mm（0.52±0.004in.）的相似模具可以为方法B提供类型2试样。

5.4 当要用从厚度大于5.2.1中厚度的硫化橡胶制成的试样替代标准试样，应首先用锋利的刀横切样品，然后抛光以达到规范D 3183中要求的厚度。

5.5 准备试样的另一个方法是将从根据规范D 3182制备的样品片切割的，尺寸符合5.2.1规定，切割方法符合5.2.2规定的圆形试样叠合起来。如果在切割试样是没有钻床，用切割裁刀一次切割试样。

5.5.1 圆形试样叠合时应不使用粘合剂。叠合后的厚度要达到规定厚度。叠合试样应平滑，平坦，厚度一致。对于类型1试样，叠合的圆形试样的数量不应超过7个；对于类型2试样，叠合的数量不应超过4个。

5.5.2 在挪移叠合试样和将叠合试样放入测试装置时应将圆形表面保持水平并与圆柱轴垂直。

5.5.3 从叠合试样得出的结果可能与单片试样的出的结果不同，并且结果可能变动，特别是在圆形层中间有空气的情况下。

表1 压力永久变形测试---测试方法A的类型1精度结果，%

A Sr=单个实验室标准差

r=重复性（测量单位）

（r）=重复性（百分比）

S R=多个实验室标准差

R=再现性（测量单位）

（R）=再现性（百分比）

5.5.4 只有用相同方法准备的试样的结果才可以相互比较。

5.6 对于常规测试或产品规格测试，有些情况下准备不同大小或形状的试样会更加方便。当使用这些试样时，仅可以比较相似形状或大小的试样的测试结果，而不能与标准试样的结果比较。在这些情况下，产品规格应标明大小和形状。如果不能从产品取得试样，测试方法和允许限度应有买卖双方共同决定。

6 处理

6.1 在长于24小时，短于60天的时间内储存所有硫化橡胶试样或产品样品。当硫化日期未知时，在收到货物60天内测试代表货物的试样。

6.2 在切割试样前让抛光的试样休息至少30分钟。

6.3 在测试前将试样放置在温度为23 ±2℃（73.4 ±3.6℉）的环境中至少3小时。压力永久变形性能受大气湿度影响的试样应在相对湿度控制在50±5%的大气环境下放置至少24小时。

7 精度和偏差

7.1此精度和偏差小节根据规范D 4483编制。有关术语和数据计算请参照规范

D 4483.

7.2 用于方法A,B的两种橡胶制成的试样被供应给5个实验室。相同试样的数量为2，测试在两个测试日进行。对于方法A,B，测试结果都是两个试样的平均值。

7.3 一个实验室没有进行方法A测试，所以方法A的精度数据是从4个实验室取得的。

7.4 表1，2给出了类型1精度结果。

表2 压力永久变形测试---测试方法B的类型1精度结果，%

A Sr=单个实验室标准差

r=重复性（测量单位）

（r）=重复性（百分比）

S R=多个实验室标准差

R=再现性（测量单位）

（R）=再现性（百分比）

7.5 偏差---在测试方法统计术语里。偏差是指测试平均值与参考或实际性能值的差异。因为所测性能的值完全由此测试方法定义，所以不存在参考值。应此，偏差不能被测定。

测试方法A---------空气中恒定力下的压力永久变形

8 装置

8.1 千分测试盘-------根据规范D3767,方法A1的用于测量试样厚度的千分测试盘

8.2 压力装置由施力弹簧，两个平行的压力片组成。压力装置由框架或螺纹螺栓固定。压力装置的装配方法应使其可移动，并在施力后能够保持压力片的平行。施加的力应符合8.2.1或8.2.2的规定。

8.2已校施力弹簧------应使用螺丝钉装置向已校弹簧施力。弹簧应由经合适热处理的弹簧钢制成，弹簧应磨平，磨平面与弹簧长轴垂直。图1 是一个合适

的压力装置。弹簧应符合以下要求：

8.2.1.1 弹簧应在室温23 ±5℃（73.4 ±9℉）下校正。连续施以递增的力[递增幅度不超过250N（50lbf）]，测量相应的变形长度，取精度为0.2mm（0.01in.）。在 1.8kN(400lbf)的力下，力与变形距离的曲线的斜率应为70±3.5kN/m(400±20lbf/in.) 斜率用相应的变形长度除以1.8kN上下的两个力获得。

8.2.1.2 在弹簧被装入压力装置，在1.8kN(400lbf)的力下被压缩，在温度为70±2℃（158 ±3.6℉）的热空气炉中加热一周后，由于疲劳造成弹簧原始尺寸的变化不应超过3mm（0.01in.）。在常规的使用中，在一年的时长内，每周对尺寸的检查得出的尺寸变化不应超过上述值。

8.2.1.3 压紧弹簧(压至各线圈接触)所需的最小力应为2.4kN(530lbf).

图1 压力永久变形测试方法A使用的带有已校弹簧压力装置

8.2.2 外部力的施加------在试样装入装置后，应向压力片和弹簧施加必要的外部力。可以使用已校的压力器械或已知重量的重物。应使用螺栓，螺母或其他装置来防止在撤销外部力后弹簧原先的压紧也被释放。弹簧应含有与8.2.1中特征基本相同的特征，但不需校正。图2展示了一个合适的压力装置。

8.3 压力片--------用于压缩试样的压力片应由足够厚度的钢制成，从而在压力下不会弯曲。

8.3.1 试样接触的表面应有铬涂层，并在每次测试前彻底清洗然后擦干。

8.3.2 与试样接触的钢表面应先经最大为250μm(10μm)的粗糙度处理，然后镀上铬并磨光。

8.3.3 铬镀层和其后的磨光不应超出8.3.2中的公差范围影响最终表面处理。注3-----有关压力片接触表面粗糙度的规格仅能在制造或翻新阶段测定，因为在常规使用中的测定非常困难。装置的合适程度由使用者决定。

8.4 热空气炉应符合规范E 145中IIB型实验室热空气炉的规格。

图压力永久变形测试方法A使用的外部施力压力装置

8.4.1规范E 145描述的IIB型热空气炉在70℃以下可以取得满意的结果。对于更高的温度，必须使用IIA型热空气炉。

8.4.2内部尺寸应如下，或具有相同体积：

热空气炉的内部尺寸

最小 300?300?300mm（12?12?12 in.）

最大 900?900?1200mm（36?36?48 in.）

8.4.3试样的摆放方式应使其不互相接触或接触老化容器壁

8.4.4老化容器的加热媒介内部空气应流动，气压为大气压。

8.4.5热量来源种类是可选择的，但热源应位于老化容器外，空气供应装置中。

8.4.6应使用合适的位于容器的上中部，靠近试样的测试装置来记录实际老化温度。

8.4.7应使用恒温控制装置自动控制温度。

8.4.8为了使老化容器各部分达到精确均匀的温度，应采取以下特殊预防措施：8.4.8.1应通过机械搅动使热空气在热空气炉内充分流动。当使用马达驱动的风扇，空气必须不与马达的刷形放电接触，以防止臭氧生成。

8.4.8.2应使用折流板防止局部过热和死角。

8.4.8.3恒温控制装置应位于能够精确控制加热媒介温度的地方。最好的位置是8.4.6中的温度测试装置的附近。

8.4.8.4应使用位于热空气炉各个部分的最高读数温度计来核实加热的均匀程度。

9 程序

9.1 测量原始厚度------测量试样的原始厚度，取精度为0.02mm （0.001in.）。将试样放在千分刻度盘的砧铁上，使压脚测量试样中心的厚度。

9.2 压力的使用-------将试样装入装置，小心地将试样放在压力片的中间以防止倾斜。如使用已校弹簧装置（见图1），拧紧螺丝钉，直到刻度上读出的变形数据与校准曲线上对应于 1.8kN(400lbf)的力弹簧变形相同。当使用外部施力装置时（见图2），用压力机械或重物对装置施力。在使用重物时，应逐渐添加放置突然的重压。螺栓和螺母的紧固程度应刚好保持试样和弹簧一开始的变形。在拧紧螺栓时，一定不能施加其他的力。

9.3 测试时间和温度---------根据可能的使用环境为压力永久变形测试选择温度和时长。在对比测试中，使用相同的温度和加热时间。建议选择规范D1349中的温度。建议的测试时长是22小时和70小时。当放入装置时，试样的温度应为室温。在组装完成后2小时内将装置放入热空气炉，在选定的测试温度下放置必要的时间。热空气炉中的空气应干燥。在测试结束后，从热空气炉取出装置，马上取出试样冷却。

9.4 冷却周期--------冷却时试样应摆放在导热能力低的表面上（如木头）30分钟，然后测量最终的厚度。在标准实验室温度23 ±2℃（73.4 ±3.6℉）下进行冷却。压力永久变形性能受湿度影响的试样应在相对湿度为50 ±5%的空气中冷却。

9.5 最终厚度测定------在休息期结束后，按照9.1在试样中心测试最终厚度。 10 计算

10.1 按以下公式计算表示为原始厚度百分比的压力永久变形。

[()/]100o o i A C t t t =-? （1）

A C =表示为原始厚度百分比的压力永久变形（方法A ）

t=原始厚度（见9.1）

o

t=最终厚度（见9.5）

i

11 报告

11.1 报告以下信息：

11.1.1 试样的原始尺寸，包括原始厚度

t

o

11.1.2 试样上的实际压力，由弹簧的校正曲线和弹簧变形读数（见8.2.1）或外部力量大小决定。

11.1.3 从夹紧装置取出30分钟后的厚度

t

i

11.1.4 试样类型，测试时间和温度

11.1.5 表示为原始厚度百分比的压力永久变形

11.1.6 使用的测试方法（方法A）

11.1.7 测试试样的数量

测试方法B----空气中恒定挠力下的压力永久变形

12 装置

12.1千分测试盘-------根据规范D3767,方法A1的用于测量试样厚度的千分测试盘

注4 对于硬度低于35IRHD的硫化橡胶，压脚上的力应被降至0.2 ±0.05N (0.04 ±0.01lbf)

12.2 垫片-------用于维持方法B需要的恒定挠力。

12.2.1 用于1型样品的垫片的厚度应为9.5±0.02mm（0.375±0.001in.）

12.2.2用于2型样品的垫片的厚度应为4.50±0.01mm（0.1770±0.0005in.）

12.3 压力装置-------如图3所示，压力装置有两个或两个以上的压力片组成，试样在压力片平行的表面间被压缩。为了达到13.2中的压缩率，应在试样两侧放置钢垫片以控制试样在压缩时的厚度。与试样接触的钢表面应先经最大为250μm(10μm)的粗糙度处理，然后镀上铬并磨光。（见注3）

12.4 热空气炉，见8.4

图3恒定挠力下的压力永久变形测试方法B的装置

12.5压力片--------用于压缩试样的压力片应由足够厚度的钢制成，从而在压力下不会弯曲。

12.5.1试样接触的表面应有铬涂层，并在每次测试前彻底清洗然后擦干。

12.5.2与试样接触的钢表面应先经最大为250μm(10μm)的粗糙度处理，然后镀上铬并磨光

12.5.3 8.3.3 铬镀层和其后的磨光不应超出8.3.2中的公差范围影响最终表面处理。

13 程序

13.1测量原始厚度------测量试样的原始厚度，取精度为0.02mm（0.001in.）。将试样放在千分刻度盘的砧铁上，使压脚测量试样中心的厚度。

13.2压力的使用--------将试样放入压力装置的压力片间，试样两边都应有垫片，垫片与试样间应有足够的距离来容纳压缩时试样的侧向延伸（见图3）当使用润滑剂时，应仅敷一层，并且润滑剂不应对橡胶有作用。对于大多数目的，可以使用硅胶或氟素矽胶。拧紧螺栓，使压力片平均地接近试样，直到接触试样。压缩率应约为25%。可以使用合适的机械或液压设备来加速测试设备的运作。

13.3测试时间和温度---------根据可能的使用环境为压力永久变形测试选择温度和时长。在对比测试中，使用相同的温度和加热时间。建议选择规范D1349

中的温度。建议的测试时长是22小时和70小时。当放入装置时，试样的温度应为室温。在组装完成后2小时内将装置放入热空气炉，在选定的测试温度下放置必要的时间。热空气炉中的空气应干燥。在测试结束后，从热空气炉取出装置，马上取出试样冷却。

13.4冷却周期--------冷却时试样应摆放在导热能力低的表面上（如木头）30分钟，然后测量最终的厚度。根据9.4维持冷却周期的状况。

13.5最终厚度测定------在休息期结束后，按照13.1在试样中心测试最终厚度。

14 计算

14.1按以下公式计算表示为原始厚度百分比的压力永久变形。

[()/()]100o o n i B C t t t t =--? （2）

B C =表示为原始厚度百分比的压力永久变形（方法A ）

o t =原始厚度（见13.1）

i t =最终厚度（见13.5）

n t =使用的垫片的厚度

15 报告

15.1 报告以下信息：

11.1.1 试样的原始尺寸，包括原始厚度o t

15.1.2 试样的压缩百分比

15.1.3 从夹紧装置取出30分钟后的厚度i t

15.1.4 试样类型，测试时间和温度

15.1.5 压力装置的表面是否被润滑；如被润滑，润滑剂的类型

15.1.6 表示为原始厚度百分比的压力永久变形15.1.7 使用的测试方法（方法B）

15.1.8 测试试样的数量