Page 57 - 《橡塑技术与装备》2024年2期

理论与研究 王桂林 等·橡胶热拉伸应力测量与影响因素研究

势，最大值出现在 126 ℃左右，该值下的热拉伸应力 值增大。结合表 3 发现，随着应变的增加，样品 σ Tmax
对应 Gough-Joule 效应最强处，热拉伸应力与尺寸变 线性增加，σ Tmax 样品温度与时间基本不变。不同应变
化较大，在此温度及高于此温度、变温条件下使用的 下热拉伸应力测试可使研究者进一步了解橡胶制品在
橡胶制品，需要考虑应力与尺寸变化。 不同应变下使用情况。

图 7 不同升温速率下的热拉伸应力（σ/t） 图 9 天然胶在不同应变下的热拉伸应力
表 3 不同应变下的最大热拉伸应力
应变 σ T max 时间 /min σ T max /MPa σ max 样品温度 /℃
20% 1.83 1.69×10 -2 100
40% 2.00 3.84×10 -2 100
60% 1.83 5.58×10 -2 100
80% 2.00 7.45×10 -2 100

3 结论
使用 ISO12493 ： 2017 测试方法对橡胶热拉伸应
力行为进行了研究，结论如下 ：
（1）拉伸样品受热后，热拉伸应力随时间先增大
后减小，热拉伸应力与样品尺寸同步改变，热拉伸应
力增加时，样品尺寸收缩。
（2）温度是影响热拉伸应力测试的重要因素，随
图 8 不同升温速率温度时间曲线
测试温度升高，最大热拉伸应力升高，热拉伸应力达
表 2 不同升温速率下最大热拉伸应力 到峰值过程及衰减过程变快。
升温速率 σ Tmax 时间 /min σ Tmax /MPa σ Tmax 样品温度 /℃ （3）升温速率通过样品温度影响 σ/t 曲线，升温
2 K/min 40.33 4.48×10 -2 118
5 K/min 14.11 4.37×10 -2 119 速率越快，最大热拉伸应力峰值出现时间越早。
10 K/min 8.33 4.42×10 -2 121
20 K/min 4.66 4.31×10 -2 126 （4）随测试应变增加，热拉伸应力数值整体升高。
40 K/min 2.66 4.46×10 -2 124
参考文献 ：
2.4 不同拉伸应变下的热拉伸应力 [1] 李峥杰，张鹏 . 汽车工业用橡胶在我国的发展现状概述 [J]. 橡
硫化天然橡胶在不同应变下的热拉伸应力行为见 塑技术与装备，2016,42(08):33-34.
图 9。在 100 ℃下，随着应变的增加，热拉伸应力曲 [2] 宋二华，张宁，蒋延华，等 . 应对新能源汽车发展规划轮胎胎
面配方应用新材料 [J]. 橡塑技术与装备，2020,46(19):12-17.
线整体向上偏移但趋势相似，相同时间点的热拉伸应
[3] Shaw J A , Jones A S , Wineman A S.Chemorheological
力值增加，Gough-Joule 效应增强。发生这一现象的 response of elastomers at elevated temperatures:
原因是同温度下，增大应变导致分子取向加剧，样品 Experiments and simulations[J]. Journal of the Mechanics &
Physics of Solids, 2005, 53(12):2 758-2 793.
的熵弹性在升温过程中变化更大，对应热拉伸应力数

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年