橡膠物理試驗方法：中日標準比較及應用（簡體書）

青島中化新材料實驗室將搜集到的日本標準中的物理試驗方法標準進行了翻譯和整理，這些標準都是日本國內正在執行的新版本。雖然國家標準和日本標準均採用國際標準，但採用的程度有所不同。按照ISO/IEC Guide 21的規定，採用國際標準的程度分為等同採用、修改採用和非等同採用三種，分別用符號IDT、MOD和NEQ表示。國標大部分是等同採用國際標準，而日本標準則全部是修改採用國際標準，並且有一些日本標準與國標相比採用國際標準的版本新，所以日本標準與國標多少有一定的差異。從內容方面來看，日本標準大都包括一些自己獨特的國際標準中所沒有的內容，並且比較全面，具有一定的參考價值。為此我們編寫了這本《橡膠物理試驗方法的中日標準分析及應用》，主要將橡膠物理試驗方法的日本標準與我國國家標準的不同之處進行了比較並作了初步的應用分析，同時也介紹了日本標準中的一些國標所沒有涉及到的內容。

橡膠物理試驗方法是檢驗橡膠制品以及膠料性能的主要手段。盡管橡膠制品的綜合性能終由專門的成品檢驗方法判定，但橡膠的拉伸強度、伸長率、磨耗、應力、應變等力學性能和熱老化、耐油耐藥性等耐環境性能以及其他物理性能，都要通過物理試驗的方法進行檢驗；並且，通過對膠料門尼黏度、焦燒時間以及可塑度的測定，對其硫化特性進行分析，還可以得知膠料加工性能的優劣。因此，物理試驗對於所有橡膠制品生產過程控制方面的重要性不言而喻。
橡膠與金屬等其他彈性材料不同，是一種黏彈性的物質。由於黏性的影響，在載荷的作用下所對應的屈撓、位移等變形要相對滯後，此外溫度和濕度對膠料性能的影響也很大。橡膠的這一系列特殊的性能，增加了物理試驗結果的不確定性。為使橡膠物理試驗結果更加準確、可靠，國際標準化組織和各個國家都制定了大量各種不同的關於橡膠物理試驗方法的標準。每一種試驗方法，都對試樣的制備、狀態調節以及試驗程序做了嚴格規定。而且這些標準經過不斷更新和完善，使橡膠物理試驗結果的重復性和再現性得到進一步提高。尤其是近年來，為了能在試驗中採用不斷出現的新技術，橡膠物理試驗方法國際標準的更新周期有所縮短。
青島中化新材料實驗室作為中華人民共和國工業和信息化部批準並授權的“工業橡塑材料與制質量量檢測和技術評價實驗室”，通過了中國國家認證認可監督管理委員會和中國實驗室國家認可委員會的二合一（CMA、CNAS）實驗室認證認可，具有獨立為社會提供公正檢測數據的第三方公正檢驗機構的法律地位。實驗室擁有一支具有豐富經驗的專業技術人員隊伍，試驗設備先進、齊全。實驗室技術人員每天都要進行大量的橡膠物理試驗和不同橡膠制品的成品試驗，並參加過多項國家標準和行業標準的制定工作，因此不僅對各種試驗方法的國家標準諳熟於心，自然也要對這方面的國際標準以及先進國家的標準加以關注、搜集和整理。
近我們將搜集到的日本標準中的橡膠物理試驗方法標準進行了翻譯和整理，這些標準都是日本國內正在執行的版本。雖然我國國家標準和日本標準均採用國際標準，但採用的程度有所不同。按照ISO/IEC Guide 21的規定，採用國際標準的程度分為等同採用、修改採用和非等同採用三種，分別用符號IDT、MOD和NEQ表示。國標大部分是等同採用國際標準，而日本標準則全部是修改採用國際標準，並且有一些日本標準與國標相比採用的國際標準的版本更新，所以日本標準與國標多少有一定的差異。從內容方面來看，日本標準大都包括一些自己獨特的、國際標準中所沒有的內容，並且比較全面，具有一定的參考價值。為此我們與浙江雙箭橡膠股份有限公司、三維控股集團有限公司、中國合格評定國家認可中心、北京中化聯合認證有限公司等單位成立了一個編委會——這些單位都是國內橡膠行業著名的骨幹企業，以及著名的檢測認證公司，也是我們長期以來的合作伙伴。
在本書的編輯過程中還得到了山東龍立膠帶有限公司、煙臺潤蚨祥油封有限公司、浙江尊華膠帶股份有限公司、山東鋼鐵集團日照有限公司、青島奧博森新材料科技有限公司和青島北橡計量檢測技術有限公司的大力支持，在此表示衷心的感謝。
《橡膠物理試驗方法——中日標準比較及應用》將經常使用的通用橡膠物理試驗方法作了介紹，將日本標準與我國國家標準的不同之處進行了比較並作了初步的應用分析，同時也介紹了日本標準中的一些國標所沒有涉及的內容。
衷心希望本書能夠給從事橡膠物理試驗的技術人員提供一些幫助。由於水平有限，文中出現疏漏在所難免，敬請各位讀者和專家批評指正。此外，若對日本標準的原文感興趣，也可向本編委會咨詢。

編者
2022年10月

第1章　橡膠物理試驗方法的分類 001
1.1　分類的方法 001
1.2　橡膠物理試驗調節通用程序簡介 008
1.2.1　試樣的制備 008
1.2.2　尺寸測量方法 009
1.2.3　試驗條件 010
1.2.4　恒溫箱 011
1.3　國標與日本標準的主要差別 011

第2章　拉伸試驗 013
2.1　拉伸試驗簡介 013
2.2　試樣的形狀和尺寸對試驗結果的影響 016
2.3　環狀試樣的夾持器 017
2.4　國標與日本標準的主要差別 020

第3章　硬度試驗 024
3.1　硬度試驗的標準 024
3.2　硬度試驗的分類 025
3.3　橡膠國際硬度試驗的原理 026
3.4　硬度的測量 028
3.5　橡膠硬度試驗的精密度 029
3.6　國標與日本標準的主要差別 031

第4章　低變形應力應變試驗 034
4.1　關於低變形應力應變試驗 034
4.2　壓縮應力-應變試驗簡介 035
4.3　試樣形狀對壓縮試驗結果的影響 037
4.4　低變形拉伸試驗方法 040
4.5　壓縮試驗A法和D法的試驗精密度 041
4.6　國標與日本標準的主要差別 043

第5章　動態試驗 045
5.1　動態試驗的標準 045
5.2　動態試驗簡介 046
5.2.1　試驗方法概述 046
5.2.2　動態試驗的術語及符號 047
5.2.3　頻率與溫度的轉換 052
5.2.4　動態試驗的設備 053
5.2.5　試樣與試驗條件 054
5.3　動態性能計算方法 056
5.4　動態試驗及其理論的應用 058
5.5　國標與日本標準的主要差別 061

第6章　回彈性試驗 065
6.1　回彈性試驗的分類 065
6.2　回彈性試驗儀的調整 068
6.3　用擺動圓盤式測定儀測定回彈性的方法 071
6.3.1　擺動圓盤式測定儀的結構和技術參數 071
6.3.2　試樣夾持器 072
6.3.3　試樣及試驗方法 073
6.3.4　衝頭衝擊速度的計算 075
6.4　回彈性試驗的精密度 075
6.5　國標與日本標準的主要差別 077

第7章　永久變形試驗 080
7.1　永久變形試驗方法的標準 080
7.2　壓縮永久變形與拉伸永久變形 081
7.3　壓縮永久變形試驗方法簡介 082
7.3.1　常溫和高溫條件下的試驗 082
7.3.2　低溫條件下的試驗 083
7.4　拉伸永久變形試驗方法 084
7.4.1　定伸長拉伸永久變形試驗 084
7.4.2　恒定載荷拉伸永久變形試驗 087
7.5　試驗裝置的校準 089

第8章　撕裂試驗 091
8.1　撕裂試驗的標準 091
8.2　撕裂試驗的試樣 092
8.3　撕裂試驗的精密度 095
8.4　撕裂試驗的應用 096

第9章　屈撓龜裂試驗 098
9.1　試驗原理 098
9.2　屈撓龜裂和裂口增長試驗方法 100
9.3　用列表和繪圖表示試驗結果 104
9.4　試驗設備的校準 106
9.5　屈撓龜裂試驗和裂口增長試驗的精密度 107
9.6　國標與日本標準的主要差別 110

第10章　磨耗試驗 114
10.1　磨耗試驗方法標準 114
10.2　磨耗試驗術語與耐磨性表示方法 115
10.3　磨耗種類 118
10.4　磨耗試驗方法和磨耗試驗機 119
10.5　磨耗試驗應注意的事項 123
10.6　兩種磨耗試驗方法介紹 124
10.6.1　改良的蘭伯恩磨耗試驗 124
10.6.2　皮克磨耗試驗 127
10.7　幾種磨耗試驗用參比橡膠的配方和硫化時間以及混煉方法 132
10.8　國標與日本標準的主要差別 133
10.8.1　磨耗試驗的基礎性標準 134
10.8.2　DIN磨耗試驗 134
10.8.3　阿克隆磨耗試驗 136
10.8.4　泰伯磨耗試驗 138
10.8.5　格拉西裡磨耗試驗 140

第11章　疲勞試驗 145
11.1　拉伸疲勞試驗方法 145
11.2　屈撓試驗方法 147
11.2.1　屈撓試驗的標準 147
11.2.2　試樣的生熱與疲勞破壞 148
11.2.3　恒應變屈撓試驗與恒應力屈撓試驗 149
11.2.4　恒應變屈撓試驗簡介 151
11.2.5　恒應力屈撓試驗方法 154
11.3　恒應力屈撓試驗的精密度 160
11.4　國標與日本標準的主要差別 162
11.4.1　拉伸疲勞試驗 162
11.4.2　屈撓試驗 164

第12章　熱老化試驗 166
12.1　熱老化試驗的標準與試驗方法的分類 166
12.2　熱老化試驗與老化壽命預測 169
12.3　強制通風型熱老化箱內空氣置換率、風速和溫度的測定方法 170
12.3.1　空氣置換率測量 170
12.3.2　風速測量 171
12.3.3　溫度測量 173
12.4　使用試管型老化箱測定熱性能的方法 174
12.5　國標與日本標準的主要差別 175

第13章　臭氧老化試驗 177
13.1　臭氧老化試驗的標準與分類 177
13.2　靜態臭氧老化試驗與動態臭氧老化試驗 179
13.2.1　試驗設備 179
13.2.2　試樣 181
13.2.3　臭氧老化試驗的評價方法 182
13.2.4　動態試驗方法 182
13.3　臨界應變和極限臨界應變 183
13.4　臭氧老化試驗設備的校準 185
13.5　臭氧老化箱內臭氧濃度的測定方法與校準 186
13.6　國標與日本標準的主要差別 189

第14章　低溫試驗 191
14.1　低溫試驗方法的標準 191
14.2　低溫試驗簡介 192
14.2.1　低溫衝擊脆性試驗（多試樣法） 192
14.2.2　低溫扭轉試驗（吉門試驗） 193
14.2.3　低溫回縮性試驗（TR試驗） 196
14.3　國內關於橡膠低溫性能試驗方法的其他標準 197
14.4　長時間處於低溫條件下的扭轉試驗 200
14.5　表觀剛性扭轉模量計算公式的推導 201
14.6　國標與日本標準的主要差別 202
14.6.1　低溫衝擊脆性試驗 202
14.6.2　低溫扭轉試驗 204
14.6.3　低溫回縮試驗 205

第15章　應力松弛試驗 207
15.1　應力松弛試驗方法標準與壓縮應力松弛試驗 207
15.1.1　標準的概況 207
15.1.2　恒溫下測定壓縮應力松弛的試驗方法 208
15.1.3　循環溫度下測定壓縮應力松弛的試驗方法 209
15.2　壓縮力的測量 211
15.3　拉伸應力松弛試驗方法簡介 213
15.4　應力松弛試驗的實際應用 215
15.5　國標與日本標準的主要差別 216

第16章　耐液體試驗 219
16.1　耐液體試驗的標準和試驗方法 219
16.2　試驗用液體 220
16.2.1　試驗用液體的分類 221
16.2.2　標準油型號改變對試驗結果的影響 222
16.2.3　標準油閃點的改變對試驗結果的影響 223
16.2.4　國產標準油與JIS K 6258給出的標準油性能比對 225
16.3　試驗設備的校準 227
16.4　耐液體試驗的精密度 228
16.5　耐液體試驗的應用 230

第17章　黏合試驗 234
17.1　黏合試驗主要的方法及相關標準簡介 234
17.1.1　剝離試驗 234
17.1.2　抽出試驗 238
17.1.3　橡膠與金屬和剛性材料的黏合強度試驗 242
17.2　黏合試驗在橡膠制品中的應用 245
17.3　黏合強度對橡膠制品的影響 248

第18章　密度試驗 251
18.1　用於橡膠密度試驗的方法和標準 251
18.2　硫化橡膠密度測定方法簡介 252
18.2.1　用分析天平和燒杯測定橡膠密度 252
18.2.2　用密度瓶測定橡膠密度 254
18.2.3　用密度梯度柱測定橡膠密度 254
18.2.4　用滴定法測定橡膠密度 256
18.3　測定密度時應注意的事項 257
18.4　用直讀法密度計測定橡膠密度 258

第19章　未硫化橡膠試驗 261
19.1　未硫化橡膠試驗方法標準 261
19.2　未硫化橡膠試驗的原理和方法 263
19.2.1　門尼黏度試驗 263
19.2.2　焦燒時間的測定 264
19.2.3　硫化試驗與硫化儀 264
19.2.4　可塑性試驗 266
19.2.5　天然膠的塑性保持率試驗 266
19.3　測定發泡點的試驗 267
19.3.1　橡膠硫化時的發泡點 267
19.3.2　發泡點的測定和計算方法 268
19.4　國標與日本標準的主要差別 273
19.4.1　門尼黏度與初期硫化性能 273
19.4.2　硫化試驗 274
19.4.3　可塑性和塑性保持率 275

附錄1　本書涉及的國家標準、日本標準以及採用的國際標準一覽表 277
附錄2　日本橡膠物理試驗方法目錄 283

參考文獻 286