氢化丁腈橡胶检测
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氢化丁腈橡胶(HNBR)检测项目概述
氢化丁腈橡胶(HNBR)是通过对丁腈橡胶(NBR)进行选择性加氢改性而得到的高性能特种橡胶。其优异的耐热、耐油、耐化学介质、耐臭氧老化及良好的物理机械性能,使其广泛应用于汽车、油田、航空航天等苛刻环境中的密封件、软管及其他橡胶制品。为确保其性能满足特定应用要求,需进行系统规范的检测。主要检测项目分类如下:
一、 物理机械性能检测
这是评估HNBR作为工程材料基础承载能力的关键。
- 硬度(邵氏A型或IRHD): 衡量材料抵抗压入变形的能力,是密封件设计的重要参数。通常依据标准如GB/T 531.1、ISO 7619-1或ASTM D2240进行测试。
- 拉伸性能:
- 拉伸强度: 材料在拉伸断裂前所能承受的最大应力(MPa)。反映材料的抗拉断能力。
- 拉断伸长率: 材料断裂时的伸长量与原始标距长度的百分比(%)。反映材料的韧性。
- 100%定伸应力/模量: 材料被拉伸到原始长度100%时所需的应力(MPa)。表征材料在低应变下的刚度或弹性。依据标准如GB/T 528、ISO 37或ASTM D412进行测试。
- 撕裂强度: 衡量材料抵抗裂口扩展的能力(kN/m)。对存在切口或易受损伤的制品(如密封唇口)尤为重要。依据标准如GB/T 529、ISO 34-1或ASTM D624进行测试。
- 压缩永久变形: 材料在规定的温度和时间下压缩后,恢复一段时间后残留的变形量(%)。这是评估密封件长期密封性能的核心指标。 高温(如150℃)下的压缩永久变形性能是HNBR的关键优势之一。依据标准如GB/T 7759、ISO 815或ASTM D395进行测试(通常采用B法)。
- 回弹性: 材料吸收能量后恢复的能力(%)。影响动态密封件的追随性及减震效果。依据标准如GB/T 1681、ISO 4662或ASTM D7121进行测试。
二、 耐介质性能检测
HNBR的突出优势在于其广泛的耐介质性。
- 耐油性能:
- 体积变化率: 将标准试样浸泡在指定温度(如100℃,125℃,150℃)的油(如IRM 903油、ASTM 1#油、3#油或特定燃油)中规定时间(如70小时)后,测量其体积膨胀或收缩的百分比(%)。膨胀率低表明耐油性好。
- 硬度变化: 同耐油试验后,测量试样硬度的变化(邵氏A点)。
- 拉伸强度变化率/拉断伸长率变化率: 同耐油试验后,测量拉伸强度和拉断伸长率相对于原始值的变化(%)。依据标准如GB/T 1690、ISO 1817或ASTM D471进行测试。
- 耐燃油性能: 方法与耐油性能类似,但使用标准燃油(如Fuel C, CE10)进行浸泡测试,评估其在燃油环境下的溶胀和性能保持率。
- 耐化学试剂性能: 评估在特定酸、碱、盐溶液及其他化学试剂中浸泡后的体积变化、硬度变化和物理性能变化。
三、 热学性能检测
- 耐热老化性能:
- 将试样置于规定温度(如125℃,150℃,175℃)的空气老化箱中保持规定时间(如70小时,168小时,1000小时)。
- 测试老化后的硬度变化、拉伸强度变化率、拉断伸长率变化率。要求变化率尽可能小,保持率尽可能高。依据标准如GB/T 3512、ISO 188或ASTM D573进行测试。
- 低温性能:
- 脆性温度: 材料在低温下由弹性转变为脆性的临界温度(℃)。反映材料的耐寒性。依据标准如GB/T 1682、ISO 812或ASTM D746进行测试。
- 低温回缩温度(TR Test): 测量拉伸后的试样在低温下回缩到一定比例(如10%,30%,70%)时的温度(℃)。依据标准如GB/T 7758、ISO 2921或ASTM D1329进行测试。
四、 残留物及成分分析(适用于原料或特定研究)
- 氢化度(饱和度): 通过红外光谱(FTIR)、核磁共振(NMR)等方法测定HNBR主链上双键被饱和的程度(%)。氢化度直接影响耐热氧化和耐臭氧性能。
- 丙烯腈(ACN)含量: 通过化学分析法或红外光谱法测定。ACN含量影响耐油性、耐低温性、强度和气体透过性。
- 门尼粘度: 表征生胶或混炼胶在特定温度(通常100℃或125℃)下的加工流动性(ML 1+4)。依据标准如GB/T 1232.1、ISO 289-1或ASTM D1646进行测试。
- 挥发分含量: 测定橡胶中可挥发性物质(如水、溶剂、低分子量组分)的含量(%)。依据标准如GB/T 24131、ISO 248或ASTM D5668/D1416进行测试。
- 灰分含量: 测定橡胶完全燃烧后残留的无机物含量(%)。依据标准如GB/T 4498、ISO 247或ASTM D297进行测试。
五、 耐老化性能(除热老化外)
- 耐臭氧老化性能: 将拉伸一定比例(如20%,40%)的试样暴露在含规定浓度臭氧(如50 pphm, 100 pphm)的空气环境中,在指定温度(如40℃)下保持规定时间(如48小时,96小时),观察试样表面是否出现裂纹及裂纹程度。HNBR的耐臭氧性通常优于NBR。依据标准如GB/T 7762、ISO 1431-1或ASTM D1149进行测试。
- 耐天候(紫外/氙灯)老化性能: 评估材料在模拟日光、雨水等综合气候因素条件下的老化行为,测试老化后的外观变化(颜色、开裂、粉化)和物理性能变化。
六、 动态性能(针对特定应用)
- 动态疲劳性能: 如屈挠龟裂试验(De Mattia),评估材料在反复屈挠作用下的耐裂口生成和扩展能力。依据标准如GB/T 13934、ISO 132或ASTM D430进行测试。
- 动态压缩永久变形/应力松弛: 模拟密封件在实际工况下承受周期性压缩载荷时的长期密封力保持能力。
执行标准说明
具体的检测方法和判定标准需依据产品规格书、行业通用规范或供需双方约定的技术协议执行。常用的国家和国际标准包括但不限于:
- 中国国家标准(GB/T)
- 国际标准化组织标准(ISO)
- 美国材料与试验协会标准(ASTM)
总结:
对氢化丁腈橡胶进行全面检测,是确保其制品在苛刻工况下满足预期使用寿命和安全可靠性的关键环节。检测项目需根据具体的应用场景和使用要求进行选择和组合。物理机械性能、耐介质性能(尤其是耐油和耐高温油)、耐热老化性能和压缩永久变形通常是评价HNBR品质的核心指标。所有检测应在具备相应资质的实验室,按照严格认可的标准操作规程进行。

