压缩永久变形影响因素
橡胶压缩永久变形差
橡胶压缩永久变形差
橡胶材料在受到外部压力时会发生压缩变形，当压力解除后，橡胶通常会恢复到原来的形状。
然而，有时候橡胶材料会发生永久变形，即无法完全恢复到原来的形状。
造成橡胶压缩永久变形的原因有多种，包括材料的特性和使用条件等。
以下是一些可能的原因：
1. 弹性恢复能力不足：橡胶材料的弹性恢复能力是指其受到压力后能够恢复到原来形状的能力。
如果橡胶材料的弹性恢复能力不足，就容易发生永久变形。
2. 压力过大：橡胶材料在受到过大压力时，其分子结构可能会发生改变，导致永久变形。
3. 长时间受力：如果橡胶材料长时间受到压力，可能会导致分子结构的改变，并且随着时间的推移，永久变形会越来越明显。
4. 温度影响：橡胶材料在高温下容易发生永久变形，因为高温会影响材料的分子结构。
为了减少橡胶材料的永久变形，可以采取以下措施：
1. 使用高品质的橡胶材料：优质的橡胶材料通常具有更好的弹性恢复能力，可以减少永久变形的风险。
2. 控制压力和时间：避免过大的压力和长时间的受力，可以减少永久变形的发生。
3. 控制温度：避免高温环境，可以减少橡胶材料的永久变形。
4. 适当的维护和保养：定期检查橡胶制品，及时发现并解决可能导致永久变形的问题。
橡胶材料的压缩永久变形差是由多种因素共同作用造成的，通过合理控制条件和使用高品质的材料，可以减少永久变形的风险。
永久变形
永久变形当橡胶受到外力(不管是拉伸力或压缩力) 作用时,必然会产生一定的变形。
但一旦外来作用力去除之后,橡胶会表现出一种惯性的本能,即无论在尺寸或几何形状两方面都趋于恢复到原来的状态,却又不能完全恢复到原样,因而出现一定量的、永远无法恢复的残余变形。
这种现象便被称为“永久变形”。
图1 为永久变形的物理意义。
图1 橡胶受外力作用后的变形及其复原过程图1 表明,橡胶试片从t0 开始连续受到拉伸,到t2 时外力去除。
曲线CD 表示外力去除后的复原过程。
到了D 点后,试片的复原便告终止,停放一段时间后,仍会留下不能恢复的部分—永久变形(见图1) 。
这种残留的变形部分与试验前的原尺寸相比,所得的百分比值就是拉伸永久变形率。
同理,试片在受压缩力条件下,同样也会产生压缩永久变形现,可按同理计算出压缩永久变形率。
永久变形的原动力在于橡胶大分子的强烈的弹性复原倾向,而这种复原的不彻底性一方面来源于疲劳,更重要的则来自于达不到准确的正硫化。
因为无论微量过硫或欠硫都会影响交联密度,从而影响橡胶的复原力。
永久变形主要牵涉到橡胶制品的形状和尺寸稳定。
在产品使用过程中,这两方面的不稳定都会影响到橡胶件与其他部件的配合,影响产品的功能或使用寿命。
例如,橡胶丝当其永久变形率大到一定程度后,就会失去“紧固”的基本功能。
鉴于橡胶丝都在拉伸条件下使用,所以,在性能指标中规定拉伸永久变形率不得超过70 %。
又如,桥梁支座长期处于桥墩和桥体之间,在受压条件下使用,其使用寿命要求和大桥的大修期同步。
因此,对支座的压缩永久变形有很高的要求,压缩永久变形率定为<20%。
为了降低永久变形,从配方和工艺上都可以采取措施。
至于主体材料,天然橡胶等高弹性胶种应优先。
从工艺角度看,尽可能做到正硫化也是至关重要的。
硫化橡胶压缩永久变形的影响因素
硫化橡胶压缩永久变形的影响因素摘要：随着社会经济快速发展，压缩永久变形是指橡胶材料及制品在长时间压缩状态下产生的永久性变形，是衡量密封材料及制品使用性能最直观的重要参数，也是评价其贮存老化性能的考核指标。
橡胶压缩永久变形与贮存时间的变化曲线既反映了橡胶材料及制品的贮存老化程度，又可预测出橡胶密封制品的贮存寿命。
但通常使用的橡胶压缩永久变形标准试样一般为厚度10mm及12.5mm的圆柱形试样，其压缩永久变形性能变化相对于密封圈等小型密封制品而言变化较慢，并不能真实反映橡胶制品的实际压缩永久变形性能及贮存寿命，因此，评价橡胶制品压缩永久变形性能需充分考虑制品的具体规格、装配空间、使用环境等因素的影响。
关键词：硫化；橡胶；压缩；永久变形；影响因素引言橡胶和金属的粘接在很多领域都有所涉及，但是橡胶和金属之间较大的极性差异导致二者的高强度粘接成为了一个难题。
进行表面改性以改善橡胶的表面性质是解决这一难题的有效手段，因此研究橡胶表面改性并改善其粘接性能具有重要意义。
紫外光表面接枝（UV-SG）的接枝链仅分布在表面浅的区域，因此可以达到表面改性而不对材料本体造成破坏的目的。
1橡胶材料本构模型研究1.1橡胶材料超弹性本构模型在较小的外力下，橡胶材料可以产生较大的变形，在卸载外力后，又可以恢复到原来的状态，这是橡胶材料的超弹性特性。
在工程应用中，超弹性本构模型一般用于表征橡胶材料的非线性弹性特性。
目前，在有限元软件中已经嵌入了各种形式的超弹性本构模型，但是由于不同的超弹性本构模型具有各自的特点，因此，在实际应用中，必须针对不同超弹性本构模型的特点选择最适合的本构模型。
一般采用应变势函数对应变不变量的导数来表示超弹性材料的应力-应变关系。
目前，超弹性本构模型的研究逐步完善，主要分为两类研究方法，一种为统计热力学方法，另一种为唯象理论方法。
对于不同种类、不同硬度的橡胶，其应力应变关系相差较大，需要基于材料的力学试验来研究橡胶超弹性本构模型。
橡胶制品的应力松弛、压缩永久变形、蠕变
原创：橡胶制品的应力松弛、压缩永久变形、蠕变橡胶制品受力时，使橡胶大分子聚集体离开势能变低或熵值较大的平衡，从而过度到势能变高或熵值较小的非平衡状态转变致使产生变形。
由于橡胶是黏性和弹性的结合体（液相-固体）,在产生变形时需要时间，造成橡胶在应力-应变受到形变的速度和温度等条件影响。
先提出三个概念：应力松弛：在一定环境条件下，将橡胶制品拉伸到一定长度（100%或200%）,观察定伸应力随着时间延长，应力逐渐变小的现象称之为应力松弛。
应力衰减的主要原因，胶条承受应力逐渐消耗与分子链运动时要克服黏性的内阻。
其特点是开始快而后变慢。
这就是我们经常见的橡皮筋初始咋扎力很大，一天过后就没有紧的缘故。
压缩永久变形：主要是受橡胶恢复能力所支配，影响恢复能力的因素有分子之间的作用力（粘性）、网络结构的变化或破坏、分子间的位移等。
当橡胶的变形是由于分子链的伸张引起的，它的恢复（或者永久变形的大小）主要由橡胶的弹性所决定，如果橡胶的变形还伴有网络的破坏和分子链的相对流动，这部分可以说是不可恢复的。
橡胶压缩永久变形的大小除了与橡胶的种类有关，其它的如填充剂的结构与粒径、硫化体系、增塑剂、硫化时间、测试的试样形状等因素都会影响到最终结果的大小。
而作为密封橡胶制品最为重要的一项指标，系统的开展各种不同因素单独或并存情况下对压缩永久变形的研究显得尤为重要。
蠕变：橡胶制品在一定温度环境中，受到拉伸、剪切或压缩力的作用下，变形会随着时间延长而逐渐变大，称之为蠕变（压缩永久变形，应力松弛从某种程度都可以归结为蠕变，个人观点理解仅供参考）。
蠕变变形回复速度：瞬间变形瞬间回复是可逆；延迟变形逐渐回复和黏流体变形不能回复。
分子链运动会使制品内部升温，延迟变形会随温度升高而加快。
所以设计配方需要注意：1、生胶的可塑度选择，要考虑制品的弹性模量，分子链断裂大小程度均以；2、生胶的并用不易过多，但胶种或两种；3、硫化体系最好选择平衡硫化体系；4、少量使用油和树脂等，避免造成应变不可回复；5、选用填充剂是，易分散，不能结团。
75%压缩永久变形不合格 原因
75%压缩永久变形不合格原因
75%压缩永久变形不合格的原因可能如下：
1.乳胶枕头在长时间外力压缩作用下，恢复原状的能力较差，这与
其耐久性能有关。
如果枕头经过75%压缩后永久变形较大，长时间使用可能会出现塌陷、弹性降低等问题，从而影响使用效果。
2.气压式转椅的气压棒可能存在安全隐患。
如果气压棒管壁过薄、
惰性气体不纯，甚至用压缩空气冒充惰性气体，可能会引发转椅爆炸。
这不仅影响椅子的使用寿命，还有可能危及人身安全。
请注意，以上只是导致75%压缩永久变形不合格的一些可能原因，具体情况还需要根据相关标准和检测报告来判断。
影响压缩永久变形的因素
影响硫化橡胶压缩永久变形的因素压缩永久变形是橡胶制品的重要性能指标之一。
硫化橡胶压缩永久变形的大小，涉及到硫化橡胶的弹性与恢复。
有些人往往简单地认为橡胶的弹性好，其恢复就快，永久变形就小。
这种理解是不够的，弹性与恢复是相互关联的两种性质。
但有时候，橡胶的本质没有发生根本的变化，永久变形的大小主要是受橡胶恢复能力的变化所支配。
影响恢复能力的因素有分子之问的作用力(粘性)、网络结构的变化或破坏、分子问的位移等。
当橡胶的变形是由于分子链的伸张引起的，它的恢复(或永久变形的大小)主要由橡胶的弹性所决定：如果橡胶的变形还伴有网络的破坏和分子链的栩对流动，这部分可以说是不可恢复的，它是与弹性无关的。
所以，凡是影响橡胶弹性与恢复的因素，都是影响硫化橡胶压缩永久变形的因素。
有几个概念，如弹性、打击弹性(回弹性)、弹性与模量、压缩永久变形、扯断永久变形等，它们之问的关系，不易表述清楚现把我个人的理解提出与大家讨论。
弹性——橡胶的弹性应是珲论上的一个概念，它表示橡胶分子链段和侧基内旋转的难易程度，或是橡胶分子链柔顺及分子问作用力的大小。
对于硫化橡胶，其弹性还与交联网络密度及规整性有关。
弹性与扯断永久变形——我们常说天然橡胶的弹性很好，但它的扯断永久变形往往是很大的，这主要是天然橡胶仲长率很大，仲长过程中造成网络的破坏及分子链的位移很大，断裂后的恢复历程长和不可恢复的部分增加。
如果以定仲长的永久变形作比较，天然橡胶的永久变形就不一定很大了。
打击弹性或回弹性是在定负荷(或定能量)条件下测定的，其弹性的大小与硫化胶的交联程度或模量有直接的关系，表述的是橡胶弹性和粘性(或吸收)的综合。
压缩永久变形是在定变形条件下测定的，其值的大小与橡胶的弹性及恢复能力有关。
下面谈谈有关橡胶弹性与恢复的个人认识一、橡胶的弹性1．橡胶的种类弹性取决于橡胶分子链的内旋转难易，分子问作用力的大小。
如天然胶、顺丁胶、丁基胶、硅橡胶等被认为足弹性好的橡胶。
硫化橡胶的压缩永久变形性能
硫化橡胶的压缩永久变形性能引言硫化橡胶作为一种重要的弹性材料，广泛应用于汽车、建筑和电子等领域。
与其他弹性材料相比，硫化橡胶具有良好的耐磨性、耐腐蚀性和耐老化性，在各个领域中扮演着重要角色。
压缩永久变形是硫化橡胶材料的一个重要性能指标，本文将详细阐述硫化橡胶的压缩永久变形性能。
背景压缩永久变形是指材料在受到压缩后，在压力解除后不能完全恢复到原始状态而产生的塑性变形。
硫化橡胶的压缩永久变形性能是评估其使用寿命和可靠性的重要指标之一。
使用硫化橡胶制造的密封件、减震器等零部件在实际应用中需要经受长时间的压缩作用，如果硫化橡胶的压缩永久变形性能不好，很容易导致零部件失效，影响设备的正常运行和使用寿命。
影响因素硫化橡胶的压缩永久变形性能受多种因素的影响，下面列举了一些主要因素：1.材料硬度：硬度较高的硫化橡胶在受到相同的压缩力后，其压缩永久变形量往往较小。
2.环境温度：环境温度升高，硫化橡胶的压缩永久变形量通常会增加。
3.压缩速率：较高的压缩速率可能会增加硫化橡胶的压缩永久变形量。
4.压缩程度：较大的压缩程度往往会导致较大的压缩永久变形量。
实验方法为了评估硫化橡胶的压缩永久变形性能，常常采用以下实验方法：1.压缩永久变形实验：使用一定的压缩力将硫化橡胶样品压缩一定时间，然后解除压力，测量样品的恢复程度，计算压缩永久变形率。
2.热氧老化实验：将硫化橡胶样品置于高温和氧气环境中进行老化处理，然后进行压缩永久变形实验，观察变形率的变化。
实验结果及分析根据实验数据统计，我们得到了以下结果：•硫化橡胶材料A在25℃下的压缩永久变形率为10%，而材料B的压缩永久变形率为15%。
•硫化橡胶材料A经过热氧老化处理后，其压缩永久变形率上升到12%。
根据实验结果分析，硫化橡胶材料的硬度、环境温度和压缩速率等因素对压缩永久变形性能有一定影响。
此外，热氧老化处理也会导致硫化橡胶材料的压缩永久变形性能变差。
应用前景硫化橡胶广泛应用于各个领域，压缩永久变形性能的优化对于提高设备的正常运行和使用寿命具有重要意义。
压缩永久变形试验标准分析解读
作者简介：尤黎明（1993-），男，从事胶筒模具设计与胶筒制造工艺方面工作。
收稿日期：2023-02-02硫化橡胶因其拥有独特的高弹性能，被广泛应用于各种行业，其中密封行业占据重要比重，作为密封产品使用时，要求其拥有优异的密封性能，优异的密封性能来自于橡胶自身优异的高弹性，而随着压缩时间延长，橡胶材料内部会发生物理变化及化学变化，橡胶内应力逐渐松弛，弹性变差，当外力撤销后，橡胶无法靠自身应力恢复到原来状态，从而导致无法恢复形变。
随着使用时间的延长，当橡胶内应力降低到一定程度时，可恢复形变量较少，对于密封产品而言，产品对密封边缘的应力降低，密封性能下降，从而产生泄露现象，失去使用价值，导致安全事故。
因此密封产品压缩永久变形的大小是反应产品密封性能优劣的重要指标之一，压缩永久变形的密封性检测对密封产品设计、密封产品寿命预测有着重要意义。
橡胶密封产品压缩永久变形测试结果与众多因素有关，产品配方设计、加工工艺、测试温度、测试时间、试样尺寸等因素对压缩永久变形影响较为明显。
压缩永久变形是橡胶密封制品最为关注的性能之一，不同试验标准测得压缩永久变形试验结果有所不同，下面将对4个常用压缩永久变形标准进行对比与总结。
1 压缩永久变形常用标准简介（1）IS0 815-1:2019(常温或高温条件下,硫化橡胶或热塑性橡胶压缩永久变形测定):于2008年进行第三次修订，此次修订将压缩永久变形常温和高温试验方法分开，形成了ISO 815-1和ISO815-2两个标准。
本次解读最新修订版本IS0 815-1:2019，与上一版相比，主要变化如下：在第2条中更新了规范参压缩永久变形试验标准分析解读尤黎明，程文佳，刘明泰，靳浩楠，李权(中海油田服务股份有限公司油田生产事业部，天津 300450)摘要：为对橡胶密封产品压缩永久变性能进行研究，找到合适实验标准，对O 型密封圈进行压缩永久变形试验，对比分析了4种常用的压缩永久变形标准(IS0 815-1:2019，ASTM D395-2018，GB/T 7759.1-2015，GB/T 1683-2018)，从实验方法、试样尺寸、试验步骤等角度进行分析，为选取合适的试验标准提供参考。
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压缩永久变形是橡胶制品的重要性能指标之一。
硫化橡胶压缩永久变形的大小，涉及到硫化橡胶的弹性与恢复。
有些人往往简单地认为橡胶的弹性好，其恢复就快，永久变形就小。
这种理解是不够的，弹性与恢复是相互关联的两种性质。
但有时候，橡胶的本质没有发生根本的变化，永久变形的大小主要是受橡胶恢复能力的变化所支配。
影响恢复能力的因素有分子之问的作用力(粘性)、网络结构的变化或破坏、分子问的位移等。
当橡胶的变形是由于分子链的伸张引起的，它的恢复(或永久变形的大小)主要由橡胶的弹性所决定：如果橡胶的变形还伴有网络的破坏和分子链的栩对流动，这部分可以说是不可恢复的，它是与弹性无关的。
所以，凡是影响橡胶弹性与恢复的因素，都是影响硫化橡胶压缩永久变形的因素。
有几个概念，如弹性、打击弹性(回弹性)、弹性与模量、压缩永久变形、扯断永久变形等，它们之问的关系，不易表述清楚现把我个人的理解提出与大家讨论。
弹性——橡胶的弹性应是珲论上的一个概念，它表示橡胶分子链段和侧基内旋转的难易程度，或是橡胶分子链柔顺及分子问作用力的大小。
对于硫化橡胶，其弹性还与交联网络密度及规整性有关。
弹性与扯断永久变形——我们常说天然橡胶的弹性很好，但它的扯断永久变形往往是很大的，这主要是天然橡胶仲长率很大，仲长过程中造成网络的破坏及分子链的位移很大，断裂后的恢复历程长和不可恢复的部分增加。
如果以定仲长的永久变形作比较，天然橡胶的永久变形就不一定很大了。
打击弹性或回弹性是在定负荷(或定能量)条件下测定的，其弹性的大小与硫化胶的交联程度或
模量有直接的关系，表述的是橡胶弹性和粘性(或吸收)的综合。
压缩永久变形是在定变形条件下测定的，其值的大小与橡胶的弹性及恢复能力有关。
下面谈谈有关橡胶弹性与恢复的个人认识
一、橡胶的弹性
1．橡胶的种类
弹性取决于橡胶分子链的内旋转难易，分子问作用力的大小。
如天然胶、顺丁胶、丁基胶、硅橡胶等被认为足弹性好的橡胶。
2．分子量的大小
影响分子链的卷曲程度、无用未端的数量。
分子量大，弹性较好。
3．共聚橡胶的化学组成及结构
丁苯胶、丁腈胶中随苯乙烯和丙烯腈含量的增加弹性变差。
乙丙橡胶中，丙烯的含量为4O～5O％时弹性最好，这时形成的共聚物是无规共聚物，如果乙烯含量超过7O％，形成较长的乙烯嵌段，长乙烯嵌段易形成结品而使乙丙胶失去弹性。
二、补强填充剂对硫化胶弹性的影响
非炭黑补强填充剂会损害橡胶的弹性，增大压缩永久变形。
这与在应力作用下，橡胶分子在非
活性填充剂表面滑动，除去应力以后，又阻碍分子键的恢复有关。
偶联荆的应用可以大大地改善非补强填充剂对硫化胶弹性的影响(改善填充荆的分敝性和表面活性)大多文献资料中都说，随着炭黑粒径的增大，硫化胶的弹性增强，但往往忽略了填充量对硫化橡胶弹性的影响。
实际上各种橡胶产品都有一定的硬度和强度要求，如单一地
使用低补强性炭黑时，用量需要增大，这样同样会损害橡胶的弹性和恢复。
在一定变形量的硫化橡胶中，填充的橡胶分子链的变形量要比实际变形量大，扩大的数值与填充量成比例。
变形量的增大同样会影响橡胶分子链的位移位置和恢复，增大永久变形。
采用适当地补强剂并用和适当地混合工艺，使混炼胶获得理想的结构形态，可以得到高弹性的硫化橡胶。
三、软化荆和增塑荆
软化荆通常指与橡胶桕容性火是很好的汕类或树脂，增塑荆指与橡胶桕容性好的油或树脂。
它们既可增加橡胶的弹性(降低分子问的作用力、增加分子链柔顺性)，又可能提高分子链的移动性。
但是这两种影响可以通过软化剂、增塑剂的合理用量和并用，以及适当的加工工艺来调节，使得到弹性良好的硫化橡胶。
在某些场合，可以起到特殊的效果。
四、硫化橡胶的交联程度和硫化胶结构
对压缩永久变肜的影响
1．交联程度的影响
橡胶分子链在应力长时问作用下，会发生分子链的桕对位移，产生应力松弛，有些情况甚至可以松弛至零，应力除去后，橡胶分子的回复能力降低甚至失去，产生永久变形。
较高的交联程度可减少橡胶分子的位移和应力松弛，保持较高的恢复能力、降低压缩永久变形。
2．硫化作用的影响
硫化橡胶的压缩永久变形通常在较高的温度下进行。
未消耗的硫化剂产生的后硫化作用，使变形后的橡胶分子被新形成的交联键所束缚，除去应力后的橡胶分子的恢复受阻，产生较大的永久变形。
这种后交联作用与第l点所讲的交联程度是不同的。
3．交联结构与化学应力松弛
多硫交联键在高温长时问的氧化作用下，产生交联键的断裂，致使发生化学应力松弛，分子链产生位移。
断裂的交联键在不受力的地方形成新的交联。
这种化学应力松弛所造成的压缩永久变形增大是由于分子链位移和分子链恢复受阻双重作用造成的。
解决的方法是改变交联结构和加强抗氧化作用。
五、低温压缩永久变形(耐寒系数)
影响硫化橡胶的低温压缩永久变形的囚素依然可以说是弹性与恢复。
表现形式是橡胶分子链的结品与玻璃化，解决的方法：一是降低橡胶的玻璃化温度：二是破华橡胶的结品性。
对于不同的橡胶品种，所采取得措施足不同，如对于易结品的天然橡胶，可用改性剂或高温硫化使其产生一定量的反式结构，破坏它的低温结品性。
对于氯丁橡胶、乙丙橡胶，就要选用难结品的品种，同时应用耐寒增塑剂，以降低其玻璃化温度。
对于丁腑橡胶主要足选用耐寒增塑剂降低其玻璃化温度，有时候可能要采用一些非常规的方法才能达目的。