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如何使用橡膠磨耗試驗機檢測橡膠性能

更新時間:2018-04-24   點擊次數(shù):2549次
橡膠磨耗試驗機利用自身離子輔助離子鍍,在橡膠表面沉積一層銅、鈦、鎢、鋯等金屬,能有效降低橡膠與對偶間的真實接觸面積,顯著降低摩擦力。氯化也可降低橡膠的摩擦系數(shù)及其對滑動速度和溫度的依賴性。
橡膠的摩擦與粘彈性參數(shù)tanδ和彈性模量有直接關(guān)系,彈性模量隨溫度的升高而降低,tanδ則隨溫度的升高先上升后下降(極值點溫度低于0°) 。隨溫度的升高,橡膠的彈性模量下降,磨損斑紋間距增大。高溫條件下,由于橡膠老化嚴(yán)重,撕裂強度降低,使得磨損率顯著增加,并且磨損率呈周期性大范圍變化。
潤滑劑的存在可阻止橡膠與對偶面的直接接觸,粘著摩擦明顯降低,橡膠磨粒磨損的斑紋間距減小,磨損率也顯著降低。但在選用潤滑劑時,必須考慮它對橡膠的溶脹作用,以及高溫油潤滑所導(dǎo)致的橡膠的化學(xué)降解或熱降解,否則可能會加劇磨損。
在水(或水溶液)潤滑條件下,隨對偶的不同,水對橡膠和對偶的摩擦磨損性能的影響也不同。當(dāng)對偶為惰性物質(zhì)(如玻璃)時,水層可以起到非常好的潤滑作用,摩擦系數(shù)隨潤滑膜膜厚的增加而降低。當(dāng)對偶較活潑時(如鋼)橡膠幾乎無磨損,而對偶的磨損則比干摩擦?xí)r大得多。
橡膠對有機溶劑及潤滑劑的溶脹作用比較敏感。一般情況下,溶脹會破壞橡膠的交聯(lián)體系,引起橡膠的硬度、撕裂強度等力學(xué)性能降低,導(dǎo)致磨損的增大。Thavamani等用掃描電子顯微鏡(SEM)研究了硫化天然橡膠、丁苯橡膠、氫化丁腈橡膠在不同條件下的磨損機理,發(fā)現(xiàn)當(dāng)法向載荷較小時,無典型的磨損斑紋出現(xiàn),但橡膠在甲苯或二甲基甲酰胺中溶脹后,在其磨損表面可以觀察到明顯的磨損斑紋。這是因為橡膠溶脹后,其抗撕裂性能大大下降,彈性模量明顯降低,因而與溶脹前相比,磨損斑紋間距變大。
對于一些有活潑官能團的橡膠(如NBR、HNBR),可利用其化學(xué)活性較高的特點,使之與某種溶劑反應(yīng),在橡膠表面形成一層化學(xué)反應(yīng)膜來改善橡膠的摩擦學(xué)性能,利用碘溶液的溶脹作用對丁腈橡膠進行了改性,改性后的NBR和HNBR的摩擦系數(shù)明顯降低。碘與橡膠表面的氰基結(jié)合形成一層薄而硬的改性層,此改性層具有降低摩擦的作用。然而,過度溶脹會使橡膠形成較厚改性層,因其與彈性本體的結(jié)合性較差,反而會導(dǎo)致摩擦增大,加劇磨損。
速度、載荷等因素都會對橡膠的摩擦磨損產(chǎn)生影響。一般而言,橡膠的摩擦系數(shù)隨載荷和滑動速度的增加而減小,過大的載荷和滑動速度都會引起試樣生熱和表面的破壞。
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