橡胶制品力学性能检测中的拉伸强度与扯断伸长率测定

橡胶制品的力学性能是评估其质量与适用性的核心指标，其中拉伸强度与扯断伸长率是反映橡胶材料抗破坏能力、弹性及韧性的关键参数。拉伸强度体现单位面积承受的最大拉力，扯断伸长率反映断裂时的变形能力，两者的准确测定是橡胶制品生产质控与下游应用选型的重要依据。本文围绕这两项指标的测定流程、要求及影响因素展开详细说明，为检测工作提供实操参考。

拉伸强度与扯断伸长率的基本概念

拉伸强度指橡胶试样拉伸至断裂前，最大拉力与原始横截面积的比值（公式σ=Fmax/A0），单位MPa，反映材料抗拉伸破坏的能力——数值越高，轮胎胎面胶、传送带覆盖胶等承受动态载荷的制品越耐用。扯断伸长率是断裂时伸长量与原标距的百分比（公式ε=(L1-L0)/L0×100%），体现弹性与韧性——密封件用胶需较高伸长率以适应装配变形。两者关联密切：交联密度增加会提升拉伸强度但降低伸长率，增塑剂则相反，组合测定才能全面反映性能。

试样的制备与要求

标准试样为哑铃型（GB/T 528），类型1适用于一般材料（标距25mm、宽度6mm、厚度2mm），类型2适用于厚材料（标距50mm、宽度10mm）。制备方式分模压（胶料硫化成试样）与裁刀裁切（从片材切出），需保证标距尺寸均匀——裁刀需垂直片材，避免歪斜。厚度用0.01mm精度厚度计测三点取平均，差超0.2mm则废弃；外观需无气泡、裂纹，标距内气泡会导致应力集中提前断裂。

试验设备的选择与校准

拉力试验机需满足量程匹配（如预计最大拉力500N选0~1000N量程）、力值精度±1%（GB/T 16491）。夹具用橡胶专用平口带防滑纹理，避免打滑；引申计或位移系统测伸长量，精度±0.5%。设备需定期校准（每半年一次），用标准砝码验证力值准确性；夹具磨损（滚花变平）需更换，否则无法有效夹紧。

试验前的准备工作

环境需调至23±2℃、湿度50±10%（GB/T 2941），试样放置24小时适应环境，避免热胀冷缩影响。检查试验机水平（水平仪调地脚螺栓）、夹具牢固度；用记号笔在试样标距两端画细直标线，编号避免混淆；提前准备记录表格，填写试验机型号、环境条件等固定信息。

具体试验操作步骤

安装试样时对齐夹具中心，避免偏载；设置拉伸速度（通常500mm/min，GB/T 528），启动试验机匀速拉伸至断裂，记录最大拉力Fmax与断裂标距L1。若试样打滑（调整夹紧力）、断裂在标距外（重新测试），需保证5个有效试样。试验后对齐断裂试样测L1，无法对齐则结果无效。

试验过程中的注意事项

拉伸速度需严格按标准：过快会使强度偏高、伸长率偏低，过慢则相反；断裂位置需在标距内（距标线≥1mm），否则结果无效；夹具防滑纹理需清理橡胶屑，避免打滑；试验中不可触碰试样或设备，防止干扰受力或安全事故。

结果的计算与数据处理

拉伸强度计算：A0=b0×d0（标距宽度×厚度），σ=Fmax/A0（转换为MPa）；扯断伸长率ε=(L1-L0)/L0×100%。5个试样取平均，偏差超15%的异常值需剔除；结果保留两位（强度）或三位（伸长率）有效数字，符合GB/T 8170修约规则。

影响测定结果的关键因素

配方因素：天然橡胶伸长率（500%~700%）高于丁腈橡胶（300%~500%），过硫化使强度升、伸长率降，欠硫化则两者均降。环境因素：温度升高使强度降、伸长率升（23℃到40℃，强度或从50MPa降至40MPa）；高湿度使橡胶吸水软化，强度略降。制备因素：厚度不均、气泡、裁刀歪斜会导致结果偏差。操作因素：速度不符、夹具打滑、安装歪斜均影响准确性，需专业培训保证规范。