氫化丁腈橡膠檢測
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氫化丁腈橡膠(HNBR)檢測項目概述
氫化丁腈橡膠(HNBR)是通過對丁腈橡膠(NBR)進行選擇性加氫改性而得到的高性能特種橡膠。其優異的耐熱、耐油、耐化學介質、耐臭氧老化及良好的物理機械性能,使其廣泛應用于汽車、油田、航空航天等苛刻環境中的密封件、軟管及其他橡膠制品。為確保其性能滿足特定應用要求,需進行系統規范的檢測。主要檢測項目分類如下:
一、 物理機械性能檢測
這是評估HNBR作為工程材料基礎承載能力的關鍵。
- 硬度(邵氏A型或IRHD): 衡量材料抵抗壓入變形的能力,是密封件設計的重要參數。通常依據標準如GB/T 531.1、ISO 7619-1或ASTM D2240進行測試。
- 拉伸性能:
- 拉伸強度: 材料在拉伸斷裂前所能承受的最大應力(MPa)。反映材料的抗拉斷能力。
- 拉斷伸長率: 材料斷裂時的伸長量與原始標距長度的百分比(%)。反映材料的韌性。
- 100%定伸應力/模量: 材料被拉伸到原始長度100%時所需的應力(MPa)。表征材料在低應變下的剛度或彈性。依據標準如GB/T 528、ISO 37或ASTM D412進行測試。
- 撕裂強度: 衡量材料抵抗裂口擴展的能力(kN/m)。對存在切口或易受損傷的制品(如密封唇口)尤為重要。依據標準如GB/T 529、ISO 34-1或ASTM D624進行測試。
- 壓縮永久變形: 材料在規定的溫度和時間下壓縮后,恢復一段時間后殘留的變形量(%)。這是評估密封件長期密封性能的核心指標。 高溫(如150℃)下的壓縮永久變形性能是HNBR的關鍵優勢之一。依據標準如GB/T 7759、ISO 815或ASTM D395進行測試(通常采用B法)。
- 回彈性: 材料吸收能量后恢復的能力(%)。影響動態密封件的追隨性及減震效果。依據標準如GB/T 1681、ISO 4662或ASTM D7121進行測試。
二、 耐介質性能檢測
HNBR的突出優勢在于其廣泛的耐介質性。
- 耐油性能:
- 體積變化率: 將標準試樣浸泡在指定溫度(如100℃,125℃,150℃)的油(如IRM 903油、ASTM 1#油、3#油或特定燃油)中規定時間(如70小時)后,測量其體積膨脹或收縮的百分比(%)。膨脹率低表明耐油性好。
- 硬度變化: 同耐油試驗后,測量試樣硬度的變化(邵氏A點)。
- 拉伸強度變化率/拉斷伸長率變化率: 同耐油試驗后,測量拉伸強度和拉斷伸長率相對于原始值的變化(%)。依據標準如GB/T 1690、ISO 1817或ASTM D471進行測試。
- 耐燃油性能: 方法與耐油性能類似,但使用標準燃油(如Fuel C, CE10)進行浸泡測試,評估其在燃油環境下的溶脹和性能保持率。
- 耐化學試劑性能: 評估在特定酸、堿、鹽溶液及其他化學試劑中浸泡后的體積變化、硬度變化和物理性能變化。
三、 熱學性能檢測
- 耐熱老化性能:
- 將試樣置于規定溫度(如125℃,150℃,175℃)的空氣老化箱中保持規定時間(如70小時,168小時,1000小時)。
- 測試老化后的硬度變化、拉伸強度變化率、拉斷伸長率變化率。要求變化率盡可能小,保持率盡可能高。依據標準如GB/T 3512、ISO 188或ASTM D573進行測試。
- 低溫性能:
- 脆性溫度: 材料在低溫下由彈性轉變為脆性的臨界溫度(℃)。反映材料的耐寒性。依據標準如GB/T 1682、ISO 812或ASTM D746進行測試。
- 低溫回縮溫度(TR Test): 測量拉伸后的試樣在低溫下回縮到一定比例(如10%,30%,70%)時的溫度(℃)。依據標準如GB/T 7758、ISO 2921或ASTM D1329進行測試。
四、 殘留物及成分分析(適用于原料或特定研究)
- 氫化度(飽和度): 通過紅外光譜(FTIR)、核磁共振(NMR)等方法測定HNBR主鏈上雙鍵被飽和的程度(%)。氫化度直接影響耐熱氧化和耐臭氧性能。
- 丙烯腈(ACN)含量: 通過化學分析法或紅外光譜法測定。ACN含量影響耐油性、耐低溫性、強度和氣體透過性。
- 門尼粘度: 表征生膠或混煉膠在特定溫度(通常100℃或125℃)下的加工流動性(ML 1+4)。依據標準如GB/T 1232.1、ISO 289-1或ASTM D1646進行測試。
- 揮發分含量: 測定橡膠中可揮發性物質(如水、溶劑、低分子量組分)的含量(%)。依據標準如GB/T 24131、ISO 248或ASTM D5668/D1416進行測試。
- 灰分含量: 測定橡膠完全燃燒后殘留的無機物含量(%)。依據標準如GB/T 4498、ISO 247或ASTM D297進行測試。
五、 耐老化性能(除熱老化外)
- 耐臭氧老化性能: 將拉伸一定比例(如20%,40%)的試樣暴露在含規定濃度臭氧(如50 pphm, 100 pphm)的空氣環境中,在指定溫度(如40℃)下保持規定時間(如48小時,96小時),觀察試樣表面是否出現裂紋及裂紋程度。HNBR的耐臭氧性通常優于NBR。依據標準如GB/T 7762、ISO 1431-1或ASTM D1149進行測試。
- 耐天候(紫外/氙燈)老化性能: 評估材料在模擬日光、雨水等綜合氣候因素條件下的老化行為,測試老化后的外觀變化(顏色、開裂、粉化)和物理性能變化。
六、 動態性能(針對特定應用)
- 動態疲勞性能: 如屈撓龜裂試驗(De Mattia),評估材料在反復屈撓作用下的耐裂口生成和擴展能力。依據標準如GB/T 13934、ISO 132或ASTM D430進行測試。
- 動態壓縮永久變形/應力松弛: 模擬密封件在實際工況下承受周期性壓縮載荷時的長期密封力保持能力。
執行標準說明
具體的檢測方法和判定標準需依據產品規格書、行業通用規范或供需雙方約定的技術協議執行。常用的國家和國際標準包括但不限于:
- 中國國家標準(GB/T)
- 國際標準化組織標準(ISO)
- 美國材料與試驗協會標準(ASTM)
總結:
對氫化丁腈橡膠進行全面檢測,是確保其制品在苛刻工況下滿足預期使用壽命和安全可靠性的關鍵環節。檢測項目需根據具體的應用場景和使用要求進行選擇和組合。物理機械性能、耐介質性能(尤其是耐油和耐高溫油)、耐熱老化性能和壓縮永久變形通常是評價HNBR品質的核心指標。所有檢測應在具備相應資質的實驗室,按照嚴格認可的標準操作規程進行。

