BS903-A13橡胶物理性能测试 低温刚度的测定方法

BS 903-A13：1990 翻译本

英国标准 BS903-A13：1990

橡胶物理性能测试—A13部分

橡胶低温刚性的测定方法（吉门试验）

ISO1432：1988

目录 1. 范围 2. 试验仪器 3. 试样 4. 试验步骤 5. 试验数量 6. 试验结果的表示 7. 试验报告

图1—— 低温刚性测定仪

表1——指定相对模量值（RM）扭转角 表2——不同b/d比值的系数μ值

National foreword 前言略 1、 范围

本国际标准规定了静态下在室温至-150℃的温度范围内，测定硫化橡胶或热塑性橡胶相对刚性特征的方法，又称吉门试验。 2、 试验仪器 2.1 扭转装置

见图1，它是由能够在垂直于扭转钢丝（B）的平面内扭转180°的扭转头（A）组成。钢丝的顶端通过一动配合的套筒（C）固定在扭转头上。钢丝的下端通过螺旋连接器（E）固定在与试样上夹持器相连接的拄螺栓（D）上。

用电或机械的装置，无摩擦地显示或记录角度，能方便准确的调0点。图1仪器所显示的指针（F）和可转动角度盘（G）就可实现这要求。显示或记录系统应允许读出或记录扭转到最近度数的角度。扭转装置夹持在支架上（H）。支架的垂直部分应用导热性特差的材料比较好。支架的底座应为不锈钢或其他耐腐蚀材料。

BSI 2004.6 1

BS 903-A13：1990 翻译本

2.2 扭转钢丝（B）

由回火弹簧钢丝制成，长65mm±8mm。扭转常数是0.70、2.81和11.24mN2m。有争议时，应用扭转常数2.81 mN2m的钢丝/ 2.3 试样架

由导热性特差的材料制成。用于在传热介质中把试样（J）固定在垂直位置上。试样架的结构以能夹持多个试样为宜

2）

。[2）通常采用备有5或10个试样位置的试样架。]

试样架被夹持在支架（H）上。每个试样要有上下两个夹持器。下夹持器（K）固定在试样架上。上夹持器（L）是试样的延伸部分，它固定在与螺旋连接器（E）相连的柱螺栓（D）上，并且它不应触及试样架。 2.4 温度测量装置

该装置应能在整个温度范围内测量温度,精确至1℃。

温度计温包或其他敏感元件应与试样中部处于同一水平位置。 2.5传热介质

传热介质可以是液体也可以是气体。可使用任何一种在试验温度下仍保持流体状态，但对被试验材料无影响的介质。已发现，适合于在低温下使用的液体有丙嗣、甲醇、乙醇、丁醇、硅醇流体和正己烧等。空气、二氧化碳或氮气是常用的气体介质。

对于特低温度下的试验，液氮是比较理想的介质。

应注意，在气体介质中进行试验时，可能与在液体介质中测试的结果不同。

图1 低温刚性测定仪器

图中翻译 A 扭转头 B 扭转钢丝 C 套桶 D 螺栓柱 E 螺旋连接器 F 指针 G 可动角度盘 H 支架 I 式样架 J 试样 L 上夹持器 K 下夹持器

BSI 2004.6

2

BS 903-A13：1990 翻译本

2.6 温度控制器

该控制器用以将传热介质的温度变化控制在±1℃的范围之内。 2.7容器

该容器用于盛放液体传热介质或气体传热介质。 2.8 搅拌器或风扇

用于搅拌液体或气体，以确保传热介质始终保持循环均匀。 2.9 计时装置

秒表或其他以秒来计量的计时装置。 3、 试样 3.1 试样的制备

试样长为40.Omm土2.5mm，宽为3.Omm士0.2mm，厚为2.Omm士0.2mm。试样可用模压或用裁刀从硫化胶片上裁取。 3.2 试样调节

3.2.1 硫化和试验的时间间隔最少应为16h。

非产品试验，硫化和试验最大的时间间隔应是4周。为做对比评估，每次试验间隔应尽量相同。 对于产品试验，如果时间允许，硫化和试验间隔不应超过2个月，自收到客户送样时起/ 3.2.2 样品和试样应尽可能避光，在硫化和试验的时间间隔内。

3.2.3 试验前，应将制备好的试样在标准温度下至少调节3h，对于指定进行比较的单一或一系列试验，自始至终都应采用相同温度。

4、试验步骤 4.1 扭转钢丝的标定

把扭转钢丝（B）的上端垂直地插入一固定的夹持器中，钢丝的下端连接到己知尺寸和质量的连杆的纵轴中心线上（建议连杆的长度为200mm-25mm，直径为6.4mm）。

将连杆扭转不小于W的角度，然后把它松开，让其在水平面上作自由摆动，以秒为单位记下向20次所用的时间。(一次摆动包括从一个端点摆到另一端点，然后返回原位置)。

连杆的转动惯量按下面等式计算：

I?mL122 m 连杆的质量 kg； L 连杆的长度 m

BSI 2004.6 3

BS 903-A13：1990 翻译本

钢丝的扭转常数（即每弧度的有效转动力矩）计算

K?4?2IT2 T 连杆的摆动周期 s

扭转钢丝应标定在其规定扭转常数的±3% 以内。 4.2 试样的安装

将试样夹在上、下夹持器之间，试样的自由长度为25mm士3mm。使试样处于零转矩位置时，垫好试样架(I)和柱螺栓(D)间的垫片。 4.3 在液体介质中测量刚性

把装好试样的试样架(I)放入传热介质中，使试样处于液面下至少25mm深处。调节传热介质的温度到 23 ℃土 2 ℃。借助于螺旋连接器和标准扭转钢丝将第一个试样连接到扭转头(A)上。

当螺旋连接器连接到柱螺栓(D)上时，应注意不使柱螺栓离开零转矩位置。在连接器固定到柱螺栓上的同时，也应使扭转头(A)保持零位。对于在室温下的测量，试样架和柱螺栓之间无须使用垫片。

通过可动角度盘(G)调节指针的读数为零。然后迅速而又平稳地将扭转头转动180°，记录1O s时指针读数。若在23℃下读数不落在120°～170°的范围内，则表明该钢丝不适用。若试样产生大于170°的扭转角，则应用扭转常数为0.70mN2m的钢丝试验。若试样产生小于1２0°的扭转角，则应用扭转常数为l1.24mN2m 的钢丝试验。

将扭转头返回起始位置并卸下试样。然后移动试样架进入到下一个试样的测量位置（现在通用装置的试样架是固定的，扭转头是可移动的并且能依次放在几个试样上面）。

试样架上的所有试样均应在23℃士2℃下进行测量。

将垫片插入试样架和柱螺栓之间，从传热介质中移出试样并将传热介质调节到所需的最低温度。将试样重新放人传热介质中并在此温度下保持15min,去掉一个垫片并象在23℃下所作的那样测量一个试样（移动垫片往往会引起指针相对于可动角度盘位置的变动，所以在移动垫片后应使指针调至零位)。试样作完测量后，将垫片放回到它的原位置。用此法测量试样架上的所有试样，但每个试样的测量时间 不得超过2min。

用下列两种方法之一进行升温：

a) 以5℃的间隔升温，每次升温约用5mins b) 以l℃/min的加热速度连续升温。

在逐级升温的情况下，试样要在每一温度下调节5min后进行测量。在连续升温的情况下，每隔5min测量一次。试验继续进行到这样一个温度为止，即在此温度下，试样的扭转角比在23℃时的扭转角小5°～10°。

4.4 在气体介质中测量刚性

在空气、二氧化碳或氮气中的测量程序与在液体的不同之处仅仅在于：试样在介质中的冷却效率不同

BSI 2004.6

4