实验九 撕裂强度(Determination of tear strength)一、实验目的1、了解撕裂试样种类，掌握撕裂试样的制备2、熟悉测试撕裂强度的设备及其工作原理3、掌握实验结果的分析4、掌握影响撕裂强度的因素二、试样种类及形状按试样形状分类，撕裂试验的试样主要有以下几种1、直角型直角型试样的形状和尺寸如图9-1 所示。10056.6图9-1直角型试样（GB530-81）（单位：mm）2、圆弧型 此类试样又称为新月型或腰型。国家标准试验方法中，过去称为延续型。其形状和尺寸如图9-2 所示。图9-2圆弧型试样（GB529-81）（单位：mm）3、裤型试样的形状和尺寸如图9-3 所示。它是一种带有割口的试样。该试样在试验机上的夹持情况 如图 9-4 所示。图 9-3 裤型试样(BS 903/A3-1982)图9-4裤型试样在试验机上的位置-r.50j 1（单位：mm）该试样的特点是其撕裂强度对割口长度不敏感。因此，试验结果的重复性好。它还便于进行 撕裂能的计算，为撕裂能的理论分析提供较理想的方法。4、德耳夫特（Delft ）型该试样的形状和尺寸如图9-5 所示。此种试样内，切有一个狭长的切口，是一种比较容易从成品上裁取的小尺寸试样。在国际标 准 ISO816 中，采用了此种试样。图6-5德耳夫特型试样（ISO 816）（单位：mm）直角型撕裂试验，由于试验不需事先割口，故测试的人为影响因素少，本试验选用此法。三、试样的制备国家标准GB 529和GB 530对试样的裁取和圆弧型试样割口方法均有规定。1、试样的裁取 圆弧型和直角型试样均用裁刀裁取。裁刀刃口应保持锋利，不应出现缺口或卷刃等现象。用裁片机裁取试样时，可先用水或中性肥皂溶液润滑刀的刃口，以便于裁切。在裁切过程中，为了 防止裁刀刃口与裁片机的金属底板相撞而受到损坏，在试样的下面应垫有合适的软质材料。裁取 试样时，裁刀撕裂角等分线的方向应与胶料压延、压出方向一致，即试样的长度方向应与压延、 压出方向垂直。这是因为，橡胶材料产生裂口后，撕裂扩展的方向常是沿着与压延、压出平行的 方向进行的。2、试样割口方法 试样在拉伸过程中，为了使应力集中于一点，以便迅速地从此产生裂口，使撕裂从该裂口扩展，可于试样的某一部位进行割口。按国家标准GB 529的规定，圆弧形试样试验前应于试样圆弧凹边的中心处割口。割口深度 为0.500.05mm。可采用特制的割口器进行割口。该割口器应有一个用来固定试样的夹持器，使 割口限制在一定区域内。由刮脸刀片制成的切割工具夹在垂直于试样主轴的平面内，便可在规定 的位置上进行切割。四、试验方法1、试样条件GB 529和GB 530规定，试验应在标准试验室温度232C下进行。在一个或一系列试验进 行比较时，必须采用同样的试验温度。 GB 529还规定，试样割口前必须在标准试验室温度下停 放至少3小时。若进行老化试验，则割口必须在老化后进行。按GB2941的规定，式样试验前在 标准环境下，停放应不少于30分钟。2、厚度测量GB 529和GB 530规定撕裂试样的厚度为2.00.3mm。对试样厚度的测量部位未做到明确规 定，只要求测量试样试验区的厚度。3、测试步骤(1) 硫化后的试片(厚2.00.3mm)应在标准室温下停放(不少于6小时，不超过15天)。(2) 采取试样时，裁刀撕裂角等分线的方向与压延方向一致。(3) 将试样垂直夹于上下夹持器重一定深度，并且使其在平等的位置上充分均匀夹紧。(4) 调好拉伸速度(夹持器中以500100mm/min的速度在运行)开动试验机，即可对试样 施加一个逐渐增加的牵引力，直至试样被撕断后停机。五、试验结果的计算撕裂试验的结果是以撕裂强度表示的。根据 GB 6039-85，撕裂强度的定义为：在于试样主 轴平行的方向上，拉伸试样直至开裂时的最大力。圆弧型试样的撕裂强度按式(9-1)计算：F =F(9-1)sy d式中Fsy一圆弧型试样撕裂强度，kN/m(kgf/cm)； F撕裂试样的最大作用力，N(kgf)； d一试样厚度，mm。F =F(9-2)sz d式中Fsz一直角型试样撕裂强度，kN/m(kgf/cm)；F撕裂试样的最大作用力，N(kgf)； d一试样厚度，mm。国家标准GB 529和GB 530都规定，每个样品至少需要五个试样。试样结果以测量结果的 算术平均值表示。每个试样的单个数值与平均值之差不得大于 15%，经取舍后试样个数不应少 于原试样数量的 60%。六、试验结果的影响因素1. 试样形状 试样形状的不同，一般对撕裂强度的试验结果有显著的影响。试验结果表明：直角型试样的 撕裂强度较小，而圆弧型试样的撕裂强度较高。2. 试验温度橡胶的撕裂性能对试验温度比较敏感。一般来说，撕裂强度随试验温度的升高而降低。 对于结晶性橡胶，如天然橡胶、氯丁橡胶和丁基橡胶等，在室温下拉伸时，会引起橡胶大分 子沿着拉伸方向的重排，产生结晶，使拉伸强度增高。在高温拉伸时，结晶不容易产生，撕裂强 度明显降低。对于非结晶性橡胶，如丁苯橡胶、丁腈橡胶等，随着温度升高，撕裂能降低，故表现为拉伸 强度降低。3. 撕裂速度 试验机的拉伸速度大小，即撕裂速度大小对橡胶的撕裂行为具有一定的影响。高速撕裂时， 撕裂表现出一种刚体的脆性破坏，而慢速撕裂时，则表现出弹性破坏。在试验方法规定的速度下， 撕裂破坏属于后者。拉伸速度增大，撕裂强度降低。4. 试样厚度试样厚度对撕裂强度有一定的影响，但影响不大。5. 分子的取向 橡胶材料在压延、压出过程中，由于分子的取向而表现为各向异性，结果经常是在取向方向 上，力学性能得到增强。试验结果表明：横向的撕裂强度大于纵向。（注：横向是指撕裂方向沿着与压延、压出方向 垂直的方向；纵向是指撕裂方向沿着与压延、压出方向一致的方向。）七、国家标准目前采用的国家标准是GB/T 529-1999代替GB/T 528-1991，该标准等同于ISO34-1:1994。八、实验报告要求实验报告应包括以下内容：1 ）本标准名称或编号；2）试样的名称或代号；3）试样类型4）试验结果；5）每个试样厚度中位数（如有需要）；6）拉伸方向与橡胶拉伸方向的关系；7）试验温度；8）直角型试样是否有割口的说明；9）试验过程中需要说明的情况；10 ）硫化和试验日期。