本測(cè)試嚴(yán)格執(zhí)行GB/T 1685-2008《硫化橡膠或熱塑性橡膠 在常溫和高溫下壓縮應(yīng)力松弛的測(cè)定》，等同采用ISO 3384:2005標(biāo)準(zhǔn)，適用于各類(lèi)硫化橡膠、熱塑性橡膠密封制品及彈性構(gòu)件，測(cè)定其恒定壓縮變形狀態(tài)下，常溫與高溫環(huán)境中的應(yīng)力衰減性能，是評(píng)價(jià)橡膠密封長(zhǎng)效穩(wěn)定性、抗老化松弛能力的核心檢測(cè)項(xiàng)目，廣泛應(yīng)用于汽車(chē)密封件、管道密封圈、電子防水橡膠件等產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)。

二、測(cè)試原理

橡膠材料屬于黏彈性材料，在恒定壓縮變形約束下，內(nèi)部高分子鏈會(huì)隨時(shí)間發(fā)生緩慢滑移、重排與松弛，導(dǎo)致內(nèi)部支撐應(yīng)力逐步衰減。本測(cè)試通過(guò)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)橡膠試樣施加固定壓縮應(yīng)變，分別在常溫、高溫恒定環(huán)境中靜置規(guī)定時(shí)間，精準(zhǔn)測(cè)試試樣初始?jí)嚎s應(yīng)力與試驗(yàn)后殘余應(yīng)力，通過(guò)公式計(jì)算壓縮應(yīng)力松弛率，以此量化橡膠材料在不同溫度環(huán)境下的應(yīng)力保持能力與抗松弛性能，判斷材料長(zhǎng)期密封可靠性。

三、測(cè)試設(shè)備與耗材

1. 核心測(cè)試設(shè)備

•       橡膠壓縮應(yīng)力松弛測(cè)試儀：具備恒定位移控制、實(shí)時(shí)應(yīng)力采集功能，精度0.5級(jí)，可精準(zhǔn)鎖定壓縮變形量，全程記錄應(yīng)力變化數(shù)據(jù)；

•       高低溫恒溫試驗(yàn)箱：溫度控制精度±1℃，可穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)常溫（20±5℃）、高溫（70℃、100℃）恒溫環(huán)境，滿足高低溫分段測(cè)試要求；

•       精密卡尺：精度0.01mm，用于測(cè)量試樣厚度、直徑等尺寸參數(shù)。

2. 測(cè)試試樣

選用行業(yè)通用丁腈橡膠（NBR）密封試樣，為標(biāo)準(zhǔn)圓柱形試樣，尺寸規(guī)格：直徑29mm、厚度12.5mm，試樣表面平整、無(wú)氣泡、無(wú)裂紋、無(wú)雜質(zhì)缺陷，每組測(cè)試準(zhǔn)備3個(gè)平行試樣，試驗(yàn)前在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境（溫度23℃、濕度50%）靜置調(diào)節(jié)24h，消除試樣內(nèi)應(yīng)力影響。

四、測(cè)試環(huán)境與參數(shù)設(shè)定

1. 環(huán)境條件

•       常溫測(cè)試環(huán)境：溫度20±5℃，常壓、無(wú)振動(dòng)、無(wú)腐蝕氣體環(huán)境；

•       高溫測(cè)試環(huán)境：設(shè)定70℃（通用密封件常規(guī)測(cè)試溫度，可根據(jù)產(chǎn)品工況調(diào)整為100℃）。

2. 核心試驗(yàn)參數(shù)

•       壓縮應(yīng)變：20%（橡膠密封件通用測(cè)試應(yīng)變，符合標(biāo)準(zhǔn)常規(guī)要求）；

•       試驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)：常溫測(cè)試24h，高溫測(cè)試168h（模擬長(zhǎng)期服役老化工況）；

•       預(yù)壓時(shí)間：試樣裝夾完成后，預(yù)靜置30min，確保設(shè)備與試樣狀態(tài)穩(wěn)定。

五、詳細(xì)測(cè)試操作流程

步驟1：試樣尺寸測(cè)量

用精密卡尺逐一測(cè)量3個(gè)平行試樣的厚度與直徑，記錄每組試樣初始尺寸，確保試樣尺寸偏差符合標(biāo)準(zhǔn)允許范圍，剔除尺寸超差試樣。

步驟2：設(shè)備裝夾與參數(shù)設(shè)置

將試樣平穩(wěn)放置在壓縮測(cè)試儀的平行壓板中心位置，避免偏心受力導(dǎo)致測(cè)試誤差；根據(jù)試樣初始厚度，設(shè)定20%壓縮變形量，鎖定壓板位移，保證試樣壓縮變形恒定不變。分別調(diào)試常溫、高溫試驗(yàn)參數(shù)，設(shè)置對(duì)應(yīng)試驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)。

步驟3：初始應(yīng)力采集

壓縮變形穩(wěn)定后（靜置10min），設(shè)備自動(dòng)采集試樣初始?jí)嚎s應(yīng)力F?，記錄每組試樣初始應(yīng)力數(shù)據(jù)，確保三組數(shù)據(jù)偏差≤3%，保證試驗(yàn)有效性。

步驟4：恒溫靜置試驗(yàn)

常溫組：設(shè)備置于標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，持續(xù)靜置24h，全程保持壓縮變形恒定；高溫組：將裝夾完成的壓縮裝置整體放入70℃恒溫試驗(yàn)箱，連續(xù)恒溫靜置168h，試驗(yàn)過(guò)程中禁止擾動(dòng)設(shè)備與試樣。

步驟5：殘余應(yīng)力采集

試驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)結(jié)束后，快速讀取設(shè)備顯示的試樣殘余壓縮應(yīng)力F?，記錄每組試樣最終應(yīng)力數(shù)據(jù)，做好編號(hào)區(qū)分，避免數(shù)據(jù)混淆。

六、測(cè)試數(shù)據(jù)記錄與計(jì)算

1. 實(shí)測(cè)原始數(shù)據(jù)

2. 計(jì)算公式

壓縮應(yīng)力松弛率（%）=（F?-F?）/F?×100%

式中：F?為試樣初始?jí)嚎s應(yīng)力（N）；F?為試驗(yàn)結(jié)束后殘余壓縮應(yīng)力（N）。

3. 數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果

•       常溫組平均初始應(yīng)力：185.17N，平均殘余應(yīng)力：168.50N，應(yīng)力松弛率=9.0%；

•       高溫組平均初始應(yīng)力：184.97N，平均殘余應(yīng)力：142.23N，應(yīng)力松弛率=23.1%。

七、測(cè)試結(jié)果判定與分析

依據(jù)通用橡膠密封件質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，70℃、168h高溫壓縮應(yīng)力松弛率≤25%為合格。本次測(cè)試丁腈橡膠試樣常溫松弛率僅9.0%，高溫松弛率23.1%，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。結(jié)果表明該材料常溫下應(yīng)力保持能力優(yōu)異，長(zhǎng)期高溫服役后仍具備良好的密封支撐力，無(wú)明顯應(yīng)力衰減失效風(fēng)險(xiǎn)，可適用于常規(guī)環(huán)境下的密封配件生產(chǎn)使用。若高溫松弛率超標(biāo)，說(shuō)明材料抗熱老化松弛性能不足，長(zhǎng)期使用易出現(xiàn)密封滲漏、彈性失效問(wèn)題。

測(cè)試案例二：硫化橡膠或熱塑性橡膠老化性能拉伸應(yīng)力松弛測(cè)定（GB/T 9871-2008）

一、測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)

本測(cè)試執(zhí)行GB/T 9871-2008《硫化橡膠或熱塑性橡膠老化性能的測(cè)定 拉伸應(yīng)力松弛試驗(yàn)》，等同ISO 6914:2004國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了橡膠材料經(jīng)熱老化后，恒定拉伸應(yīng)變狀態(tài)下應(yīng)力松弛性能的測(cè)試方法，用于評(píng)價(jià)老化后橡膠材料的彈性保持能力、力學(xué)穩(wěn)定性，是檢測(cè)橡膠制品老化耐久性能、預(yù)判使用壽命的重要試驗(yàn)，適用于橡膠管材、線纜護(hù)套、彈性膠帶、減震橡膠件等產(chǎn)品。

二、測(cè)試原理

橡膠材料經(jīng)高溫?zé)崂匣螅瑑?nèi)部高分子鏈會(huì)發(fā)生交聯(lián)、斷裂、氧化降解等老化反應(yīng)，導(dǎo)致材料黏彈性發(fā)生變化。本測(cè)試先對(duì)橡膠試樣進(jìn)行規(guī)定條件的熱老化處理，再對(duì)老化后的試樣施加恒定拉伸應(yīng)變，在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下持續(xù)監(jiān)測(cè)拉伸應(yīng)力隨時(shí)間的衰減變化，通過(guò)計(jì)算拉伸應(yīng)力松弛率，量化老化后橡膠材料的應(yīng)力衰減程度，精準(zhǔn)評(píng)價(jià)橡膠材料的抗老化性能與長(zhǎng)期力學(xué)穩(wěn)定性，區(qū)分不同配方、工藝橡膠材料的老化耐久差異。

三、測(cè)試設(shè)備與耗材

1. 核心測(cè)試設(shè)備

•       熱空氣老化試驗(yàn)箱：溫度精度±1℃，滿足橡膠熱老化恒溫試驗(yàn)要求；

•       橡膠拉伸應(yīng)力松弛試驗(yàn)機(jī)：具備恒定應(yīng)變控制、實(shí)時(shí)應(yīng)力采集功能，拉伸精度0.5級(jí)，可連續(xù)記錄應(yīng)力衰減數(shù)據(jù)；

•       精密測(cè)量卡尺：精度0.01mm，測(cè)量試樣厚度、寬度；

•       標(biāo)準(zhǔn)啞鈴型試樣裁刀：符合GB/T 528標(biāo)準(zhǔn)試樣尺寸要求。

2. 測(cè)試試樣

選用熱塑性三元乙丙橡膠（EPDM）試樣，采用標(biāo)準(zhǔn)I型啞鈴試樣，試樣厚度2.0±0.1mm，寬度6.0±0.1mm，試樣無(wú)劃痕、無(wú)缺口、無(wú)老化瑕疵。設(shè)置老化組與空白對(duì)照組，每組3個(gè)平行試樣，試驗(yàn)前均在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境（23℃、50%濕度）靜置24h狀態(tài)調(diào)節(jié)。

四、測(cè)試環(huán)境與參數(shù)設(shè)定

1. 老化試驗(yàn)參數(shù)

•       老化溫度：100℃（通用橡膠加速老化標(biāo)準(zhǔn)溫度）；

•       老化時(shí)長(zhǎng)：72h；

•       老化環(huán)境：熱空氣循環(huán)環(huán)境，無(wú)光照、無(wú)腐蝕介質(zhì)。

2. 拉伸松弛測(cè)試參數(shù)

•       測(cè)試環(huán)境：標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境（23±2℃、濕度50±5%）；

•       恒定拉伸應(yīng)變：20%（標(biāo)準(zhǔn)常規(guī)測(cè)試應(yīng)變）；

•       應(yīng)力松弛測(cè)試時(shí)長(zhǎng)：30min；

•       拉伸速率：50mm/min（標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定加載速率）。

五、詳細(xì)測(cè)試操作流程

步驟1：試樣分組與老化處理

將試樣分為兩組，對(duì)照組試樣不做老化處理，常溫靜置保存；老化組試樣放入100℃熱空氣老化箱，恒溫老化72h，老化結(jié)束后取出試樣，在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下靜置冷卻2h，消除熱應(yīng)力影響。

步驟2：試樣尺寸測(cè)量

分別測(cè)量?jī)山M所有試樣的有效寬度、厚度，計(jì)算試樣橫截面積，記錄數(shù)據(jù)，確保試樣尺寸合規(guī)。

步驟3：設(shè)備調(diào)試與試樣裝夾

調(diào)試?yán)鞈?yīng)力松弛試驗(yàn)機(jī)，校準(zhǔn)設(shè)備精度，設(shè)定拉伸應(yīng)變20%、拉伸速率50mm/min、測(cè)試時(shí)長(zhǎng)30min。將試樣垂直裝夾在試驗(yàn)機(jī)上下夾具中，保證試樣對(duì)中、無(wú)扭曲、無(wú)偏心受力。

步驟4：加載與初始應(yīng)力采集

設(shè)備以設(shè)定速率拉伸試樣至20%恒定應(yīng)變，立即鎖定拉伸位移，穩(wěn)定1min后采集初始拉伸應(yīng)力S?，記錄每組試樣初始應(yīng)力數(shù)據(jù)。

步驟5：恒溫松弛測(cè)試

保持試樣20%拉伸應(yīng)變恒定，持續(xù)靜置30min，設(shè)備全程實(shí)時(shí)采集應(yīng)力變化，試驗(yàn)結(jié)束后讀取最終殘余拉伸應(yīng)力S?。

步驟6：重復(fù)測(cè)試

按照相同流程完成所有平行試樣的測(cè)試，剔除異常數(shù)據(jù)，保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)可靠性。

六、測(cè)試數(shù)據(jù)記錄與計(jì)算

1. 實(shí)測(cè)原始數(shù)據(jù)

2. 計(jì)算公式

拉伸應(yīng)力松弛率（%）=（S?-S?）/S?×100%

式中：S?為恒定應(yīng)變下初始拉伸應(yīng)力（MPa）；S?為測(cè)試結(jié)束后殘余拉伸應(yīng)力（MPa）。

3. 數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果

•       空白對(duì)照組平均初始應(yīng)力：2.85MPa，平均殘余應(yīng)力：2.62MPa，應(yīng)力松弛率=8.1%；

•       老化組平均初始應(yīng)力：2.72MPa，平均殘余應(yīng)力：2.31MPa，應(yīng)力松弛率=15.1%。

七、測(cè)試結(jié)果判定與分析

根據(jù)GB/T 9871-2008標(biāo)準(zhǔn)及EPDM橡膠制品行業(yè)驗(yàn)收規(guī)范，100℃/72h熱老化后，拉伸應(yīng)力松弛率≤18%為合格。本次老化組試樣松弛率15.1%，符合標(biāo)準(zhǔn)要求。測(cè)試結(jié)果表明：未老化的EPDM橡膠應(yīng)力衰減極小，彈性穩(wěn)定性?xún)?yōu)異；經(jīng)高溫?zé)崂匣?，材料?nèi)部結(jié)構(gòu)輕微降解，應(yīng)力松弛速率有所提升，但仍滿足服役要求，該材料具備良好的抗熱老化性能，可長(zhǎng)期應(yīng)用于高溫、通風(fēng)工況下的橡膠配件。若老化后松弛率超標(biāo)，說(shuō)明材料耐老化性能差，長(zhǎng)期使用易出現(xiàn)彈性衰減、變形失效、拉伸斷裂等問(wèn)題。

八、兩項(xiàng)測(cè)試通用注意事項(xiàng)

1. 所有試樣需嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行狀態(tài)調(diào)節(jié)，避免溫度、濕度、內(nèi)應(yīng)力對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)造成干擾；

2. 測(cè)試過(guò)程中需保證設(shè)備無(wú)振動(dòng)、無(wú)位移偏移，壓縮、拉伸應(yīng)變?nèi)毯愣ǎ沤^人為擾動(dòng)；

3. 平行試樣數(shù)據(jù)偏差需控制在3%以?xún)?nèi)，偏差過(guò)大需重新測(cè)試，保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性；

4. 高溫測(cè)試結(jié)束后，需按標(biāo)準(zhǔn)要求靜置穩(wěn)定后再讀取數(shù)據(jù)，避免溫度應(yīng)力影響測(cè)試結(jié)果。