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RDX含量对改性双基推进剂动态力学性能的影响

作者：王江宁，姚楠，刘子如，熊贤锋，张腊莹， WANG Jiang-ning， YAO Nan， LIU Zi-ru ， XIONG Xian-feng， ZHANG La-ying

作者单位：西安近代化学研究所,陕西,西安,710065

刊名：

推进技术

英文刊名：JOURNAL OF PROPULSION TECHNOLOGY

年，卷(期)：2008,29(5)

被引用次数：2次

参考文献(8条)

1.Warren R C Transition and relaxation in plasticized nitrocellulose[外文期刊] 1988(05)

2.Townend D J;Warren R C Relaxation in double base propellants[外文期刊] 1985(01)

3.姚楠;刘子如;王江宁RDX含量对改性双基推进剂动态力学性能的影响[期刊论文]-推进技术 2008(04)

4.Baker F S;Privett G J Dynamic mechanical studies of nitrocellulose/nitroglycerine mixtures[外文期刊] 1987(07)

5.Nielsen L E;丁桂鼎高分子和复合材料的力学性能 1981

6.Williams M L;Landel R F;Ferry J The temperature dependence of relaxation mechanisms in amorphous polymers and other glass-forming liquids[外文期刊] 1955

7.Ward I M;徐懋;漆宗能固体高聚物的力学性能 1988

8.Simatos D;Blond G;Roudaunt G Influence of heating and cooling rates on the glass transition temperature and the fragility parameter of sorbitol and fructose as measured by DSC 1996(05)

本文读者也读过(10条)

1.樊学忠.范红杰.刘芳莉.李笑江.蔚红建.李旭利无烟交联改性双基推进剂综合性能研究[期刊论文]-含能材料2003,11(3)

2.边小果.潘葆.高志强.赵美玲奥克托今炸药在螺压改性双基推进剂中的应用研究[期刊论文]-含能材料

2004,12(z1)

3.姚楠.LIU Zi-ru.王江宁.ZHANG La-ying.YAO Nan.LIU Zi-ru.WANG Jiang-ning.ZHANG La-ying RDX含量对改性双基推进剂动态力学性能的影响[期刊论文]-推进技术2008,29(4)

4.文献与摘要(108)[期刊论文]-印制电路信息2010(8)

5.林金堵.LIN Jin-du PCB企业要成为学习型的企业——PCB产业的"软实力"(1)[期刊论文]-印制电路信息2010(7)

6.刘佩进.何国强.李江.高鸣.Liu Peijin.He Guoqiang.Li Jiang.Gao Ming改性双基推进剂老化燃烧性能实验研究[期刊论文]-推进技术1999,20(4)

7.顾金泉.黄晴.刘纯山.GU Jin-quan.HUANG Qing.LIU Chun-shan合成2,3,5-三甲酚催化剂的研究[期刊论文]-精细化工中间体2006,36(5)

8.高林军.董振华.GAO Lin-jun.DONG Zhen-hua无氰沉金工艺的实践[期刊论文]-印制电路信息2010(z1)

9.李吉祯.樊学忠.钟雷.刘小刚.LI Ji-zhen.FAN Xue-zhong.ZHONG Lei.LIU Xiao-gang NC/NG/AP/Al复合改性双基推进剂力学性能研究[期刊论文]-含能材料2007,15(4)

10.赵效民.刘所恩.赵美玲.胡增艳.郝建林.陈锦芳含RDX改性双基推进剂基础配方及其燃速探索[期刊论文]-含能材料2004,12(z1)

引证文献(2条)

1.张昊越.付小龙.刘春.李吉祯.张亚俊.刘芳莉.谢五喜动态热机械分析应用于固体推进剂领域的研究进展[期刊论

文]-计测技术 2013(z1)

2.齐晓飞.张晓宏.张伟.王明.郭昕.张军平NC/NG共混体系的塑化行为[期刊论文]-推进技术 2013(6)

引用本文格式：王江宁.姚楠.刘子如.熊贤锋.张腊莹.WANG Jiang-ning.YAO Nan.LIU Zi-ru.XIONG Xian-feng. ZHANG La-ying RDX含量对改性双基推进剂动态力学性能的影响[期刊论文]-推进技术 2008(5)

橡胶力学性能测试标准

序号标准号:发布年份标准名称(仅供参考) 1 GB 1683-1981 硫化橡胶恒定形变压缩永久变形的测定方法 2 GB 1686-1985 硫化橡胶伸张时的有效弹性和滞后损失试验方法 3 GB 1689-1982 硫化橡胶耐磨性能的测定(用阿克隆磨耗机) 4 GB 532-1989 硫化橡胶与织物粘合强度的测定 5 GB 5602-1985 硫化橡胶多次压缩试验方法 6 GB 6028-1985 硫化橡胶中聚合物的鉴定裂解气相色谱法 7 GB 7535-1987 硫化橡胶分类分类系统的说明 8 GB/T 11206-1989 硫化橡胶老化表面龟裂试验方法 9 GB/T 11208-1989 硫化橡胶滑动磨耗的测定 10 GB/T 11210-1989 硫化橡胶抗静电和导电制品电阻的测定 11 GB/T 11211-1989 硫化橡胶与金属粘合强度测定方法拉伸法 12 GB/T 1232.1-2000 未硫化橡胶用圆盘剪切粘度计进行测定第1部分:门尼粘度的测定 13 GB/T 12585-2001 硫化橡胶或热塑性橡胶橡胶片材和橡胶涂覆织物挥发性液体透过速率的测定(质量法) 14 GB/T 12829-2006 硫化橡胶或热塑性橡胶小试样(德尔夫特试样)撕裂强度的测定 15 GB/T 12830-1991 硫化橡胶与金属粘合剪切强度测定方法四板法 16 GB/T 12831-1991 硫化橡胶人工气候(氙灯)老化试验方法 17 GB/T 12834-2001 硫化橡胶性能优选等级 18 GB/T 13248-1991 硫化橡胶中锰含量的测定高碘酸钠光度法 19 GB/T 13249-1991 硫化橡胶中橡胶含量的测定管式炉热解法 20 GB/T 13250-1991 硫化橡胶中总硫量的测定过氧化钠熔融法 21 GB/T 13642-1992 硫化橡胶耐臭氧老化试验动态拉伸试验法 22 GB/T 13643-1992 硫化橡胶或热塑性橡胶压缩应力松弛的测定环状试样 23 GB/T 13644-1992 硫化橡胶中镁含量的测定CYDTA滴定法 24 GB/T 13645-1992 硫化橡胶中钙含量的测定EGTA滴定法 25 GB/T 13934-2006 硫化橡胶或热塑性橡胶屈挠龟裂和裂口增长的测定(德墨西亚型) 26 GB/T 13935-1992 硫化橡胶裂口增长的测定 27 GB/T 13936-1992 硫化橡胶与金属粘接拉伸剪切强度测定方法 28 GB/T 13937-1992 分级用硫化橡胶动态性能的测定强迫正弦剪切应变法 29 GB/T 13938-1992 硫化橡胶自然贮存老化试验方法 30 GB/T 13939-1992 硫化橡胶热氧老化试验方法管式仪法 31 GB/T 14834-1993 硫化橡胶与金属粘附性及对金属腐蚀作用的测定 32 GB/T 14835-1993 硫化橡胶在玻璃下耐阳光曝露试验方法 33 GB/T 14836-1993 硫化橡胶灰分的定性分析 34 GB/T 15254-1994 硫化橡胶与金属粘接180°剥离试验 35 GB/T 15255-1994 硫化橡胶人工气候老化(碳弧灯)试验方法 36 GB/T 15256-1994 硫化橡胶低温脆性的测定(多试样法) 37 GB/T 15584-1995 硫化橡胶在屈挠试验中温升和耐疲劳性能的测定第一部分:基本原理 38 GB/T 15905-1995 硫化橡胶湿热老化试验方法 39 GB/T 16585-1996 硫化橡胶人工气候老化(荧光紫外灯)试验方法 40 GB/T 16586-1996 硫化橡胶与钢丝帘线粘合强度的测定 41 GB/T 16589-1996 硫化橡胶分类橡胶材料

氯化丁基橡胶阻尼材料动态力学性能的影响因素研究

氯化丁基橡胶阻尼材料动态力学性能的影响因素研究孙志勇1马卫东1张鲲1孙国华1马丽华1杜文泽2 （1.中国兵器工业集团第五三研究所，济南 250031；2.总装备部装甲兵驻济南地区军事代表室，济南 250031）摘要利用DMA242热机械分析仪，研究了增粘树脂类型、高耐磨炉黑用量、测试频率等因素对氯化丁基橡胶阻尼材料动态力学性能的影响。结果表明，增粘树脂对材料动态力学性能具有显著的影响，加入3#增粘树脂材料的损耗因子峰值最大，损耗因子峰值温度最高；随着高耐磨炉黑用量增大，材料的损耗因子峰值降低、损耗因子峰值温度升高；随着测试频率由3.33Hz到1.66Hz逐渐减小，材料的损耗因子峰值温度逐渐降低，损耗因子峰值逐渐减小。关键词氯化丁基橡胶损耗因子增粘树脂高耐磨炉黑测试频率目前，粘弹性阻尼材料仍以橡胶型基材为主，其中丁基橡胶由于分子链上带有许多侧甲基，弹性滞后较大，有明显的阻尼作用。丁基橡胶经氯化或溴化后，分子极性提高，除了具有与丁基橡胶类似的优良性能外，还具有反应性高、硫化速度快和粘合性能好等特点，因而工程上常用丁基橡胶的改性胶种，即氯化丁基橡胶或溴化丁基橡胶代替丁基橡胶制备阻尼材料。五三所研制的氯化丁基橡胶阻尼材料目前已在风能设备上获得一定规模的应用，提高了风轮叶片的结构阻尼、工作寿命及工作可靠性；此外，该材料还可广泛应用于车辆、舰船的减振降噪，具有良好的应用前景。当前，对丁基橡胶的研究已相对成熟，对氯化丁基橡胶虽然也进行了一定的研究[1～5]，但对其动态力学性能影响因素的系统研究报道较少。本文主要研究了增粘树脂类型、高耐磨炉黑用量、测试频率等因素对氯化丁基橡胶阻尼材料动态力学性能的影响，并对影响机理进行了分析。 1 实验部分 1.1 原材料氯化丁基橡胶，美国埃克森公司；增粘树脂，自制；高耐磨炉黑，辽宁抚顺化工总厂；硫化剂等其它助剂均为市售。 1.2 主要仪器设备开放式炼胶机，XK—250，青岛双星橡塑机械有限公司；橡胶真空硫化机，THP/V/150/3RT/2/PCD，东毓油压工业股份有限公司；

改性双基推进剂大生产工艺的几点改进建议-文档

改性双基推进剂大生产工艺的几点改进建议 DOI ：10.16640/jki.37-1222/t.2016.08.055 i=r 以第二代高能炸药RDX HM ）改性的螺压高能高固含量硝胺改性双基推进剂是国内近二十多年来自主研制成功的第二代具有国际先进水平的一类高性能改性双基推进剂，该类推进剂具有能量高、密度大、特征信号低、燃烧性能优良、化学安定性好、制造工艺成熟、易实现批量化、均匀性及一致性好、满足自由装填等优点 [1] 。高能硝胺炸药的改性双基推进剂的生产，已发生多次恶性燃爆事故，产品质量也获多或少受到了影响。近几年针对这类产品的大生产工艺进行了一些技术改进研究工作，研究成功了专门用于不含铝粉的高能高固含量改性双基推进剂产品生产的新工艺，艺首次成功将大型机械混同装置用于推进剂吸收药团的混同，底解决了产品均匀度较差的质量问题；首次将双螺旋剪切压延机应用于吸收药团的二次驱水和预塑化造粒，并进一步强化沟槽压延工艺，彻底解决了装药塑化度差的质量问题；通过改进和优化压伸工艺条件，进一步提高了装药的致密度；通过设计加工大量辅助工装设备有效改善了装药的洁净度。 2 关于进一步改进大生产工艺的建议由于工艺改造研究滞后，现有生产工艺不能完全适应含大量该工

2.1 关于吸收药制造工序对于高固含量硝胺改性双基推进剂而言，吸收药团的制备是一个十分关键的过程，对产品最终质量的影响至关重要。目前吸收药制造工序存在的主要问题包括：① 不能进行连续吸收，采用先制备三成分白料，再进行单锅二次吸收的工艺，药团组分有时不能一次性符合技术要求，严重影响生产进度；② 锅次之间组分一致性、稳定性较差，影响产品性能质量；③吸收药团中金属和非金属杂质较多，影响产品外观和内在质量。针对目前存在的问题，建议对吸收工艺进行如下改进。 1）各组分在加入吸收器时必须准确计量。由于在吸收器中无法精确取样分析成分，所以也无法在吸收器中反复调节各组分的含量，必须在加料时就一次性计量准确，三成分白料的浓度必须准确。 2）想方设法从源头上严格控制金属和非金属杂质的带入，严把硝化棉原材料的质量关。除了吸收设备老化可能会产生金属杂质外，硝化棉原材料已经成为其它金属和非金属杂质的主要携带源。另外吸收药团在混同及周转过程中一定要避免药团中混入杂质。 3）吸收药团的水分尽量控制在固定的范围内，这样有利于二次驱水工艺的稳定，从而有利于压延过程的安全。 4）大型湿混机的应用虽然很好地解决了药团组分均匀分散的技术问题，但从长远的角度看，希望能对目前的间断吸收工艺改造成连续吸收工艺，这样才能大幅度提高生产效率，降低制造成本，缩短生产周期。 2.2 关于驱水压延造粒工序最近几年，高能高固含量改性双基推进剂的产品已发生多次严重的压延安全事故，引起大家的高度重视。本文针对每次事故的现象，结合装

塑料橡胶常规力学性能测试实验

第二章塑料橡胶常规力学性能测试实验材料在外力作用下所表现的力学行为称为材料的力学性能。材料力学实验的目的在于通过测定材料的强度和刚度等基本性能，得到生产质量的控制和质量验收的依据，同时实验结果还可作为材料应用中使用性能指标和工程设计的基本数据。高分子材料的使用总是要求具有必要的力学性能，而且对大部分应用来说，力学性能比其它物理性能显得更为重要。高分子材料具有所有已知材料中可变范围最宽的力学性能，这种性能上的多样性为高分子材料在不同领域的应用提供了广泛的选择余地。然而，与其它材料相比，高分子材料结构的多分散性、粘弹行为以及松弛特性，使得高聚物对机械应力的反映性相差较大。实验表明影响高分子材料力学性能测试结果的因素很多，内在因素有：材料本身化学组分，分子量及其分布，结构的规整性，取向及结晶程度，增塑和填充以及内部存在各种缺陷的多少等。外部因素如：测试温度、湿度、外力施加的频率以及试样的形状尺寸和加工质量等。塑料橡胶常规力学性能包括塑料拉伸、压缩、弯曲、冲击、剪切性能，橡胶的拉伸、撕裂性能等，为了使测试结果真实反应性能本质，且测试数据具有较好的重复可比性，要求测试方法的技术条件和操作步骤统一化、标准化、仪器设备定型化。因此，这些性能的测试都有相应的国家或部颁标准。此外，国家标准还对塑料橡胶力学性能测试的方法制定了总则，提出了塑料橡胶力学性能实验中对试样、测试环境的要求。其内容如下： 1、试样制备 ⑴薄膜试样：用锋利的刀片裁切或者用所需形状的冲切刀冲切。 ⑵软板、片试样：用锋利的切样刀在衬垫物上冲切。衬垫物的硬度为70~95（邵氏A）。 ⑶模塑试样：按有关标准或协议模塑。 ⑷硬质板材试样：用机械加工法加工。加工时不应使试样受到过分的冲击、挤压和受热。加工面应光洁。 ⑸各向异性的材料应沿纵横方向分别取样。 2、试样外观检查试样表面应平整、无气泡、裂纹、分层、明显杂质和加工缺陷。 3、实验环境温度：热塑性塑料为25±2℃；

橡胶力学性能测试标准

国外新型钝感双基推进剂的研究

推进技术国外新型钝感双基推进剂的研究赵凤起　李上文　宋洪昌　李凤生摘　要　导弹武器的低易损性对火箭发动机提出了“钝感”的新概念和新要求,而发动机的钝感要求发展钝感的固体火箭推进剂。介绍了国外研制的三种新型钝感双基推进剂,从中可看出: 实现双基推进剂钝感的途径就是用新的钝感的硝酸酯增塑剂取代较敏感的硝化甘油(N G)。主题词　钝感双基推进剂低易损性增塑剂前　言随着高新技术在战争中的大量应用和武器使用环境的日趋苛刻,对武器在战场上的生存能力的要求越来越高,为此,武器的易损性问题已受到人们极大的关注,钝感弹药的研究也受到世界各国的高度重视。所谓钝感弹药(Insensitive Munitions,缩写成IM)又称低易损(LOVA)弹药或不敏感弹药,它是一种能够可靠地履行其使命、使用方便、易于满足操作要求的弹药,当该弹药遭受不可预测的外界刺激时,它不容易产生剧烈的反应造成间接破坏,也就是说,当它受到子弹、高速破片、射流的撞击或其它机械冲击作用时不容易引起意外爆炸,在高温或火焰的“烤燃” 时只燃烧,不爆轰,也不殉爆。钝感弹药起初是美国海军根据1967年Forsate航空母舰搭载弹药燃烧爆炸,造成巨大损失,导致134人死亡的严重事故而提出要发展的弹药;之后,美国三军均参与了不敏感弹药研究,设立了不敏感弹药研究发展项目。90年代,钝感弹药被列入1992财年美国国防关键技术中,要求无论是炸药、发射药还是火箭推进剂都应成为钝感弹药。美国海军(1991年)和美国国防部(1994年)先后制定了钝感弹药的军用标准。美国IM开发的基本方针是:今后开发的弹药都必须满足IM标准的要求;而在改进已装备的弹药中选择了十五种弹药,它们到1995年必须达到IM标准。英国、法国也相继开展了对钝感弹药的研究,英国准备将钝感弹药用于新设计的核战斗部和常规战斗部的导弹,法国在空对空导弹、舰对舰导弹上部分装备了钝感弹药。法国火炸药公司和政府部门投入了大量资金,研制适用于火箭发动机的钝感推进剂,已积累了大量的经验和数据。由此不难看出,钝感弹药已成为当前国外研究的重要热点之一。钝感弹药种类繁多。导弹武器的低易损性对火箭发动机提出了“钝感”的新概念和新要求。发动机的钝感一方面要求发展新的壳体制造技术,另一方面就是要研制钝感的固体火箭推进剂。目前,国外在钝感推进剂方面已进行了广泛的、卓有成效的研究,而国内至今却没有引起足够的重视,也没有开展这方面的研究,对此,本文对国外新型钝感双基推进剂的研究进行了介绍,以供有关部门和同行参考。本文1999203229收到,作者赵凤起、李上文分别为西安近代化学研究所高工、研究员,宋洪昌、李凤生为南京理工大学教授。

聚合物动态力学性能的测定.

实验7 聚合物动态力学性能的测定聚合物材料，如塑料、橡胶、纤维及其复合材料等都具有粘弹性，用动态力学的方法研究聚合物材料的粘弹性，已证明是一种非常有效的方法。材料的动态力学行为是指材料在振动条件下，即在交变应力（或交变应变）作用下作出的力学响应。测定材料在一定温度范围内的动态力学性能的变化即为动态力学分析（dynamic mechanical thermal analysis, DMTA ）一、二、实验目的了解动态力学分析的测量原理及仪器结构。了解影响动态力学分析实验结果的因素，正确选择实验条件。掌握动态力学分析的试样制备及测试步骤。掌握动态力学分析在聚合物分析中的应用。实验原理聚合物的粘弹性是指聚合物既有粘性又有弹性的性质，实质是聚合物的力学松弛行为。研究聚合物的粘弹性常采用正弦的交变应力，使试样产生的应变也以正弦方式随时间变化。这种周期性的外力引起试样周期性的形变，其中一部分所做功以位能形式贮存在试样中，没有损耗，而另一部分所做功，在形变时以热的形式消耗掉。应变始终落后应力一个相位，以拉伸为例，当试样受到交变的拉伸应力作用时，其交变应力和应变随时间的变化关系如下：应力 )sin(0δ?σσ+=t (7-1) )900(0<<δ应变 t ?εεsin 0= (7-2) 式中0σ和0ε为应力和形变的振幅；ω是角频率；δ是应变相位角。

式（7-1）和式（7-2）说明应力变化要比应变领先一个相位差δ，见图7.1。图7.1 应力应变和时间的关系将式（7-1）展开为： δ?σδωσσsin cos cos sin 00t t += (7-3) 即认为应力由两部分组成，一部分)cos sin (δ?σt 与应变同相位，另一部分)sin cos (0δ?σt 与应变相差2/π。根据模量的定义可以得到两种不同意义的模量，定义'E 为同相位的应力和应变的比值，而''E 为相位差2/π的应力和应变的振幅的比值，即 t E t E ?εωεσcos ''sin '00+= （7-4）此时模量是一个复数，叫复数模量*E 。 '''*iE E E += （7-5） 'E 为实数模量又称储能模量，表示材料在形变过程中由于弹性形变而储存的能量；''E 为虚数模量也称损耗模量，表示在形变过程中以热的方式损耗的能量。 ' ''tan E E =δ （7-6）式（7-6）中，δtan 为损耗角正切或称损耗因子。研究材料的动态力学性能就是要精确测量各种因素（包括材料本身的结构参数及外界条件）对动态模量及损耗因子的影响。聚合物的性质与温度有关，与施加于材料上外力作用的时间有关，还与外力作用的频率有关。当聚合物作为结构材料使用时，主要利用它的弹性、强度，要求在使用温度范围内有较大的贮能模量。聚合物作为减震或隔音材料使用时，则主要利用它们的粘性，要求在一定

橡胶力学性能测试标准

橡胶力学性能测试标准公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]

序号标准号 :发布年份标准名称(仅供参考) 1 GB 1683-1981 硫化橡胶恒定形变压缩永久变形的测定方法 2 GB 1686-1985 硫化橡胶伸张时的有效弹性和滞后损失试验方法 3 GB 1689-1982 硫化橡胶耐磨性能的测定(用阿克隆磨耗机) 4 GB 532-1989 硫化橡胶与织物粘合强度的测定 5 GB 5602-1985 硫化橡胶多次压缩试验方法 6 GB 6028-1985 硫化橡胶中聚合物的鉴定裂解气相色谱法 7 GB 7535-1987 硫化橡胶分类分类系统的说明 8 GB/T 11206-1989 硫化橡胶老化表面龟裂试验方法 9 GB/T 11208-1989 硫化橡胶滑动磨耗的测定 10 GB/T 11210-1989 硫化橡胶抗静电和导电制品电阻的测定 11 GB/T 11211-1989 硫化橡胶与金属粘合强度测定方法拉伸法 12 GB/T 未硫化橡胶用圆盘剪切粘度计进行测定第1部分:门尼粘度的测定 13 GB/T 12585-2001 硫化橡胶或热塑性橡胶橡胶片材和橡胶涂覆织物挥发性液体透过速率的测定(质量法) 14 GB/T 12829-2006 硫化橡胶或热塑性橡胶小试样(德尔夫特试样)撕裂强度的测定 15 GB/T 12830-1991 硫化橡胶与金属粘合剪切强度测定方法四板法 16 GB/T 12831-1991 硫化橡胶人工气候(氙灯)老化试验方法 17 GB/T 12834-2001 硫化橡胶性能优选等级 18 GB/T 13248-1991 硫化橡胶中锰含量的测定高碘酸钠光度法 19 GB/T 13249-1991 硫化橡胶中橡胶含量的测定管式炉热解法 20 GB/T 13250-1991 硫化橡胶中总硫量的测定过氧化钠熔融法 21 GB/T 13642-1992 硫化橡胶耐臭氧老化试验动态拉伸试验法 22 GB/T 13643-1992 硫化橡胶或热塑性橡胶压缩应力松弛的测定环状试样 23 GB/T 13644-1992 硫化橡胶中镁含量的测定 CYDTA滴定法 24 GB/T 13645-1992 硫化橡胶中钙含量的测定EGTA滴定法 25 GB/T 13934-2006 硫化橡胶或热塑性橡胶屈挠龟裂和裂口增长的测定(德墨西亚型) 26 GB/T 13935-1992 硫化橡胶裂口增长的测定 27 GB/T 13936-1992 硫化橡胶与金属粘接拉伸剪切强度测定方法 28 GB/T 13937-1992 分级用硫化橡胶动态性能的测定强迫正弦剪切应变法 29 GB/T 13938-1992 硫化橡胶自然贮存老化试验方法

不同温度下橡胶的动态力学性能及本构模型研究

第22卷　第1期2007年2月实　验　力　学 J OU RNAL OF EXPERIM EN TAL M ECHANICS Vol.22　No.1 Feb.2007 文章编号:100124888(2007)0120001206 不同温度下橡胶的动态力学性能及本构模型研究3 王宝珍1,胡时胜1,周相荣2 (1.中国科学技术大学中国科学院材料力学行为和设计重点实验室,安徽合肥230026; 2.中国船舶重工集团上海船舶设备研究所,上海200031) 摘要:利用带有温度调控装置的SHPB(Split Hop kinson Pressure Bar)试验装置和岛津材料试验机,测定了CR橡胶在不同温度(-20℃～50℃),不同应变率(5×10-3/s～3×103/s)条件下的应力应变曲线。结果表明:CR橡胶的力学性能具有温度敏感性和应变率敏感性,两者有一定的等效性,且在动态条件下,-20℃时的应力应变曲线表现出向“玻璃态”转变的特性。本文在以前研究者提出的率相关本构模型的基础上进行了改进,同时考虑了温度效应的影响,提出了一个能描述CR橡胶在不同温度和应变率下的一维压缩力学行为的本构模型,该模型和试验数据有很好的一致性,为数值模拟提供了重要的依据。关键词:橡胶;SH PB;温度效应;应变率效应;玻璃化转变温度中图分类号:O347;TQ33.7+3 文献标识码:A 0　引言橡胶属于一种高聚物材料,具有高弹性、低阻抗、粘弹性等力学性能,在汽车、船舶、电子、建筑及机械工业等行业中常用作冲击吸能和抗震材料,具有重要的社会价值和经济价值。但橡胶材料的力学性能会受到环境温度和应变率的影响,且两者还存在一定的等效关系。不仅如此,随着温度和应变率的变化,橡胶材料还可呈现出三种不同的力学形态,即:粘流态、橡胶态和玻璃态。一旦力学状态发生改变,其良好的力学性能也无法体现,使用价值就会受到很大的影响。因此研究橡胶在不同温度、不同应变率下的力学性能具有十分重要的意义。橡胶材料在变温、低应变率时力学性能已经有了大量的研究。近来,SH PB技术的广泛应用,橡胶材料高应变率下力学性能及本构模型的研究也受到很大的关注,卢芳云[1]、Bo Song[2]等在室温下对橡胶材料做了大量的动态力学试验,解决了橡胶由于低阻抗材料,透射信号弱,应力很难达到均匀性等试验问题,但橡胶材料高应变率下非室温的试验数据还很缺乏。 V.P.W.Shim,L.M.Yang等[3]提出了一个描述橡胶粘超弹性的本构模型,Bo Song[4]等将应变能函数和描述粘弹性的松弛函数相联系,提出了一个率相关的材料模型,描述EDPM橡胶受压和受拉时的应力应变行为。发现常温下理论与试验的结果都符合得很好,但没有考虑温度的影响。本文采用改进的带温控箱的SHPB装置(图1)对橡胶在不同环境温度下的动态力学性能进行试验研究。并对Bo Song的模型进行改进,用来描述CR橡胶在不同温度不同应变率下的力学性能。 1　试验方案由于橡胶材料低阻抗、低波速的特点,传统的Hop kinson技术不能获得有效可用的结果。针对这3收稿日期:2006212228;修订日期:2007202207 通讯作者:胡时胜(1945-),男,教授。主要研究领域:材料动态力学性能。E2mail:sshu@https://www.wendangku.net/doc/6511512660.html,

胶力学性能与测试

胶力学性能与测试|橡胶力学与测试|橡胶力学与测试一、生胶性能未经加工的原料橡胶俗称生胶，其实生胶也并非100%纯净的，如天然胶中含有的非橡胶烃(约5%)包括树脂酸蛋白质等物质，在SR中同样添加了防老剂及未耗尽的合成助剂，如：分子量控制剂，终止剂及分散剂等。不过大体上讲，生胶与胶料相比更能代表橡胶固有的特性，包括如下： 1、分子量。指橡胶大分子的分子量的平均值，应该把橡胶看成不同分子量聚合物的体系，既有高分子量级份，也混杂一些低分子量级份，这是不可避免的，所以只能以平均分子量的概念来描述。根据不同测试方法又分粘均分子量、散均分子量及重均分子量。比较常用的是粘均分子量，因为比较容易测，采用不同粘度来表征不同分子量，更为直观(分子量越大，粘度越高)。分子量与生胶性能之间有着直接和密切的关系，一般而言分子量越大，则生胶的强度越高，力学性能越好，但是随着分子量的增大，加工时的流动性变差。 2、分子量分布。橡胶实际上是不同比例的大小分子量不同的分子链的混合物，如果把不同的分子量按出现的频率来排列，则可得到分子量分布曲线。 NR的分子量分布特点：中等分子量占统治地位，高分子量及低分子量级各占少数，其中高的部分有利于力学性而低的部分则有利于加工，因此兼顾了性能和加工。 SR的分子量分布特点：分子量分布很窄，局限在很小的范围，因为缺少低分子量部分所以加工性不及NR，但性能均匀性好。原因是合成橡胶的分子量由人为地加以控制，所以模式单纯，难以做到大、中、小兼顾。 3、凝胶含量。一般只发生在SR。当聚合过程中，因结构控制不同，形成太多的支链结构，结果这一部分就出现凝胶，用溶剂无法溶解故称凝胶。炼胶时助剂难以进入，影响性能。 4、侧挂基团。橡胶单体上的不同基团给橡胶带来不同的特性。如：－COOH (羧基)：能赋予良好的粘性；－CL：具有极性及电负性；苯基：体积庞大可以阻拦射线，故具抗射线性良好。 5、极性。与基团有密切相关，凡是带有腈基(-CN)羟基(-OH)和羧基(-COOH)等基团的橡胶都有较强的极性，称为极性橡胶。他们与金属有良好的结合性，另外极性接近的橡胶，彼此容易掺和。二、硫化胶性能如果说生胶和未硫化胶的性能主要为加工生产服务，那么硫化胶性能主要为客户和实际应用服务。硫化胶性能可以概括分为俩大类即力学性能及抗环境性能，前者都是衡量橡胶在受力情况下的性能，主要有拉伸强度、定伸强度、扯断伸长率、拉伸永久变形(均在拉力机上进行)、硬度、回弹性、压缩永久变形、抗撕裂强度、粘和强度等。后者是测量橡胶在外界环境下的性能变化，包括热老化性能、抗臭氧性能、阻燃性能、抗霉性能等。先将常用的硫化胶测定项目简述如下– 1、拉伸强度。用拉动机对橡胶试片进行拉伸，测定断裂时的强度以Mpa表示，是衡量橡胶力学性能的最主要最基本项目，其值越大，表明强度越大，一般在10~30Mpa。 2、定伸强度。试样拉伸到一定长度时，单位面积所需的力。可以反映橡胶的交联程度。其值越高，表明橡胶越坚韧，单位MPa 3、扯断伸长率。试样拉断时，伸长部分与原长的百分比，用以表示橡胶在伸长时的应变能力的极限，以%表示。

橡胶力学性能测试标准

序号标准号 :发布年份标准名称（仅供参考） GB 1683-1981 硫化橡胶恒定形变压缩永久变形的测定方法 GB 1686-1985 硫化橡胶伸张时的有效弹性和滞后损失试验方法 GB 1689-1982 GB 532-1989 硫化橡胶耐磨性能的测定（用阿克隆磨耗机）硫化橡胶与织物粘合强度的测定 GB 5602-1985 硫化橡胶多次压缩试验方法 GB 6028-1985 硫化橡胶中聚合物的鉴定裂解气相色谱法 GB 7535-1987 硫化橡胶分类分类系统的说明 GB/T 11206-1989 硫化橡胶老化表面龟裂试验方法 GB/T 11208-1989 硫化橡胶滑动磨耗的测定 10 GB/T 11210-1989 硫化橡胶抗静电和导电制品电阻的测定 11 GB/T 11211-1989 硫化橡胶与金属粘合强度测定方法拉伸法 12 GB/T 未硫化橡胶用圆盘剪切粘度计进行测定第1 部分:门尼粘度的测定 13 速率的测定（质量法） GB/T 12585-2001 硫化橡胶或热塑性橡胶橡胶片材和橡胶涂覆织物挥发性液体透过 14 GB/T 12829-2006 15 GB/T 12830-1991 硫化橡胶或热塑性橡胶小试样（德尔夫特试样）撕裂强度的测定硫化橡胶与金属粘合剪切强度测定方法四板法 16 GB/T 12831-1991 17 GB/T 12834-2001 硫化橡胶人工气候（氙灯）老化试验方法硫化橡胶性能优选等级 18 GB/T 13248-1991 硫化橡胶中锰含量的测定高碘酸钠光度法 19 GB/T 13249-1991 硫化橡胶中橡胶含量的测定 20 GB/T 13250-1991 硫化橡胶中总硫量的测定管式炉热解法过氧化钠熔融法 21 GB/T 13642-1992 硫化橡胶耐臭氧老化试验动态拉伸试验法 22 GB/T 13643-1992 硫化橡胶或热塑性橡胶压缩应力松弛的测定环状试样 23 GB/T 13644-1992 硫化橡胶中镁含量的测定 CYDTA 滴定法 24 GB/T 13645-1992 硫化橡胶中钙含量的测定 EGTA 滴定法 25 GB/T 13934-2006 硫化橡胶或热塑性橡胶屈挠龟裂和裂口增长的测定（德墨西亚型） 26 GB/T 13935-1992 硫化橡胶裂口增长的测定 27 GB/T 13936-1992 硫化橡胶与金属粘接拉伸剪切强度测定方法 28 GB/T 13937-1992 分级用硫化橡胶动态性能的测定强迫正弦剪切应变法 29 GB/T 13938-1992 硫化橡胶自然贮存老化试验方法 30 GB/T 13939-1992 31 GB/T 14834-1993 硫化橡胶热氧老化试验方法管式仪法硫化橡胶与金属粘附性及对金属腐蚀作用的测定 32 GB/T 14835-1993 硫化橡胶在玻璃下耐阳光曝露试验方法 33 GB/T 14836-1993 硫化橡胶灰分的定性分析 34 GB/T 15254-1994 硫化橡胶与金属粘接 180°剥离试验 35 GB/T 15255-1994 36 GB/T 15256-1994 37 GB/T 15584-1995 硫化橡胶人工气候老化（碳弧灯）试验方法硫化橡胶低温脆性的测定（多试样法）硫化橡胶在屈挠试验中温升和耐疲劳性能的测定第一部分 : 基本原 38 GB/T 15905-1995 硫化橡胶湿热老化试验方法 39 GB/T 16585-1996 40 GB/T 16586-1996 硫化橡胶人工气候老化（荧光紫外灯）试验方法硫化橡胶与钢丝帘线粘合强度的测定 41 GB/T 16589-1996 硫化橡胶分类橡胶材料

橡胶力学性能测试范围

橡胶力学性能测试范围 1、橡胶拉伸性能测试任何橡胶制品都是在一定外力条件下使用，因而要求橡胶应有一定的物理机械性能，而性能中最为明显为拉伸性能，在进行成品质量检查，设计胶料配方，确定工艺条件，及比较橡胶耐老化，耐介质性能时，一般均需通过拉伸性能予以鉴定，因此，拉伸性能则为橡胶重要常规项目之一。拉伸性能包括如下项目： ⑴ 拉伸应力S（tensile stress）试样在拉伸时产生的应力，其值为所施加的力与试样的初始横截面积之比。 ⑵ 定伸应力Se（tensile stress at a given elongation）试样的工作部分拉伸至给定伸长率时的拉伸应力。常见定伸应力有100%、200%、300%、500%定伸应力。 ⑶ 拉伸强度TS（tensile strength）试样拉伸至扯断时的最大拉伸应力。过去曾称为扯断强度和抗张强度。 ⑷ 伸长率E（elongation percent）由于拉伸试样所引起的工作部分的形变，其值为伸长的增量与初始长度百分之比。 ⑸ 定应力伸长率Eg（elongation at a given stress）试样在给定应力下的伸长率。 ⑹扯断伸长率Eb（elongation at break）试样在扯断时的伸长率。 ⑺ 扯断永久变形将试样伸至断裂，再受其在自出状态下，恢复一定的时间（3min）后剩余的变形，其值为工作部分伸长的增量与初始长度百分之比。

⑻ 断裂拉伸强度TSb（tensile strength at break）拉伸试样在断裂时的拉伸应力。如果在屈服点以后，试样继续伸长并伴随着应力下降，为时TS 和TSb 的值是不相同，TSb 值小于TS。 ⑼ 屈服点拉伸应力Sy（tensile stress at yield）应力应变曲线上出现应变进一步增加而应力不增加的第一个点对应的应力。 ⑽ 屈服点伸长率Ey（elongation at yield）应力应变曲线上出现应变进一步增加而应力不增加的第一个点对应的应变（伸长率）。 2、橡胶压缩永久变形的测定有些橡胶制品（如密封制品）是在压缩状态下使用，其耐压缩性能是影响产品质量的主要性能之一,橡胶耐压缩性一般用压缩永久变形来恒量。橡胶在压缩状态时，必然会发生物理和化学变化，当压缩力消失后，这些变化阻止橡胶恢复到原来的状态，于是就产生了压缩永久变形。压缩永久变形的大小，取决于压缩状态的温度和时间，以及恢复高度时的温度和时间。在高温下，化学变化是导致橡胶发生压缩永久变形的主要原因。压缩永久变形是去除施加给试样的压缩力，在标准温度下恢复高度后测得。在低温下试验，由玻璃态硬化和结晶作用造成的变化是主要的，当温度回升后，这些作用就会消失，因此必须在试验温度下测量试样高度。我国目前测定橡胶压缩永久变形有2 个国家标准，分别为硫化橡胶、热塑性橡胶常温、高温和低温下压缩永久变形测定（GB/T7759）和硫化橡胶恒定形变压缩永久变形的测定方法（GB/T1683）。

橡胶件物理机械性能技术参数要求

橡胶件物理机械性能技术参数要求为了确保橡胶件使用性能的的要求，现将橡胶的基本物理性能做如下要求： 1、丁腈胶：拉伸强度>12MPa，扯断伸长率>320%；耐油【90#汽油（70%）+乙醇（30%）】48h后体积变化率为0～25%；有金属骨架的重量变化率为0～+15%；经100O C×24h后拉伸强度保持率>85%，扯断伸长保持率>70%，硬度增加0～+10度；经-35O C×3h不脆裂。 2、天然胶：A高强度的拉伸强度>16MPa，扯断伸长率>480%；经70O C×70h后拉伸强度保持率>85%，扯断伸长率保持>75%，硬度变化0～+15度。耐臭氧橡胶制品在50pph m×40O C×72h后无龟裂，试片在50pph m×40O C×48h拉伸20% 无龟裂。 B一般的拉伸强度>13MPa，扯断伸长率>450%；经70O C×70h后拉伸强度保持率>85%，扯断伸长率保持>75%，硬度变化0～+15度。耐臭氧橡胶制品在50pph m×40O C ×72h后无龟裂，试片在50pph m×40O C×48h拉伸20%无龟裂。 3、三元乙丙胶：拉伸强度>12MPa，扯断伸长率>400%，耐臭氧200pph m×40O C×96h拉伸40%后无龟裂；经120O C×70h后拉伸强度保持率>85%，扯断伸长保持率>75%，硬度增加0～+10 度；经-35O C×22h后硬度变化0～+20度，1min后基本复原。 4、硅胶：拉伸强度>4.5MPa，扯断伸长率>320%（220—320），经200O C×70h后拉伸强度保持率>85%，扯断伸长保持率>75%，硬度变化0～+10度；经-50O C×5h后不脆裂。耐臭氧 50pph m×40O C×96h拉伸40%后无龟裂。 5、NBR（70%）+PVC（30%）：拉伸强度>10MPa，扯断伸长率>450MPa，硬度70±5O 耐臭氧50pph m× 40O C×72h拉伸20%后无龟裂；90#汽油中浸泡48h体积变化率0～25%；经100O C ×96h后拉伸强度保持率>80%，扯断伸长率>70%，硬度变化0～+10度；经-35O C ×3h后不脆裂。 6、PVC改性：拉伸强度>10MPa，扯断伸长率>300%，耐臭氧50pph m×40O C×72h拉伸20%后无龟裂；硬度变化-5～+10度；经100O C×70h后拉伸强度保持率>80%，扯断伸长率保持>70% 90#汽油中浸泡48h体积变化率-3～8%；经-30O C×3h后不脆裂。备注：耐油试验暂按上述要求执行，待标准确定后再按国标执行。

橡胶力学性能测试标准

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(完整版)材料表面改性习题整理答案

第六章热喷涂、喷焊与堆焊技术 1.什么是热喷涂？根据所使用的热源不同，可以将热喷涂工艺分为哪两大类？热喷涂：采用各种热源将涂层材料加热熔化或半熔化，高速气体将其雾化，并在高速气流的带动下雾化粒子撞击基材表面，冷凝后形成具有某种功能的涂层。喷焊是用热源将涂层材料重熔，涂层内颗粒之间、涂层与基体之间形成无孔隙的冶金结合。堆焊技术是将具有一定使用性能的材料（线材或焊条）借助一定的热源手段熔覆在基材表面，使基体表面具有耐磨、耐蚀、耐热等特殊性能或使零件恢复原有形状尺寸的工艺方法。 2.热喷涂技术的特点是什么？局限性是什么？热喷涂的技术特点：可在各种基材上制备各种涂层；基材温度低（30～200℃），热影响区浅，变形小；涂层厚度范围宽（0.5～5mm）；喷涂效率高，成本低；操作灵活，可在不同尺寸和形状的工件上喷涂；局限性：加热效率低，喷涂材料利用率低，涂层与基体结合强度低。 3.热喷涂涂层的结构是什么？如何改善涂层结构？涂层是由无数变形粒子相互交错呈波浪式一层一层堆叠而成的层状结构。涂层中伴有氧化物等夹杂、未熔化的球形颗粒，并存在部分孔隙，孔隙率0.025％－50％。改善涂层结构的方法(1)选用高温热源(如激光热源、等离子弧)、超音速喷涂、以及保护气氛或低压下喷涂，都可以减少涂层中的氧化物夹杂和气孔，改善涂层的结构和性能。(2)喷涂层的结构还可以通过重熔处理来改善，涂层中的氧化物夹杂和孔隙会在重熔中消除，涂层的层状结构会变成均质结构，与基体的结合强度也会提高。 4.对热喷涂材料有什么要求？ (1)热稳定性好，在高温焰流中不升华，不分解。 (2)较宽的液相区，使熔滴在较长时间内保持液相。 (3)与基材有相近的热膨胀系数，以防止因膨胀系数相差过大产生较大的热应力。 (4)喷涂材料在熔融状态下应和基材有较好的润湿性，以保证涂层与基材之间有良好的结合性能。 (5)粉末固态流动性好，保证送粉的均匀性。 5.热喷涂涂层与基体的结合机理是什么？一般认为在涂层与基体之间机械结合起主要作用，即熔融态的粒子撞击到基材表面凹凸不平处，铺展成扁平状的液态薄层，这些覆盖并紧贴基体表面的液态薄片，在冷却凝固时收缩咬住凸出点而形成机械结合。同时，其它几种结合机理（扩散、冶金、物理结合)也在不同程度地起作用，其程度受粉末的成分、表面状态、温度、热物理性能等因素的影响。 6.热喷涂的工艺流程。