ICS 83.060 CCS G 40
G
中华人民共和国国家标准
GB/T42278—2022/ISO12493:2017
硫化橡胶 热拉伸应力的测定
Rubber,vulcanized-Determinationof stressintensionuponheating
（ISO12493.2017,IDT)
2023-04-01实施
2022-12-30发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会 发布 GB/T42278—2022/ISO12493:2017
前言
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
本文件等同采用ISO12493：2017《硫化橡胶热拉伸应力的测定》。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中国石油和化学工业联合会提出。 本文件由全国橡胶与橡胶制品标准化技术委员会通用试验方法分技术委员会（SAC/TC35/SC2）
归口。
本文件起草单位：双星集团有限责任公司、北京化工大学、广州合成材料研究院有限公司、高铁检测仪器（东莞）有限公司、杭州朝阳橡胶有限公司、赛轮集团股份有限公司、三角轮胎股份有限公司、贵州轮胎股份有限公司、山东金宇轮胎有限公司、上海瀚海检测技术股份有限公司、江苏新真威试验机械有限公司、江苏明珠试验机械有限公司、浙江科达利实业有限公司、北京橡胶工业研究设计院有限公司。
本文件主要起草人：郭菲、王桂林、陈立芳、张继川、易军、黄泰祐、魏国征、盛恩恬、胡善军、纪雪华、 张伟、李威、周忠伟、冯萍、尹智、李卫国、杨转青、钱铭炎、沈俊彦、包达飞、周洪、李耀刚、谢君芳、 孙斯文。
I GB/T42278—2022/ISO12493:2017
引 言
硫化橡胶在恒应力作用下会随着测试温度的升高而收缩，而在恒定应变作用下试样会产生应力的增加。这些就是橡胶的Gough-Joule效应，在设计阶段应考虑这一效应，否则由此产生的力和尺寸变化都会影响一些产品的性能，例如在高温和高应变条件下工作的旋转密封圈（见参考文献[1])。
本文件描述了一种由测试温度升高而引起拉伸应力变化的试验方法。
I GB/T42278—2022/ISO12493:2017
硫化橡胶热拉伸应力的测定
警示1一一使用本文件的人员应有正规实验室工作的实践经验。本文件并未指出所有可能的安全问题，使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并保证符合国家的有关法规规定的条件。
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1范围
本文件描述了一种测量硫化橡胶在受热时产生的拉伸应力（热应力）的方法。 在不同预应变和不同温度条件下，测定热应力随时间的变化。
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
ISO5893橡胶和塑料试验设备拉伸、屈挠和压缩（恒速移动）型技术规范［Rubberand plastics test equipmentTensile,flexural and compression types(constant rate of traveres)-Specifi- cation]
注：GB/T17200—2008橡胶塑料拉力、压力和弯曲试验机（恒速驱动）技术规范（ISO5893：2002，IDT) ISO18899：2013橡胶试验设备校准指南（Rubber—Guidetothecalibrationoftestequipment) 注：GB/T25269—2010橡胶试验设备校准指南（ISO18899：2004，IDT) ISO23529橡胶物理试验方法试样制备和调节通用程序(Rubber—Generalproceduresforpre
paring and conditioning test pieces for physical test methods)
注：GB/T2941—2006橡胶物理试验方法试样制备和调节通用程序(ISO23529：2004，IDT)
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
热应力 thermalstress OT 试样在受热时产生的单位初始面积上的力。 注：单位为牛顿每平方米(N/m")或帕斯卡(Pa)。
3.2
最大热应力 maximum thermal stress max.or 测试过程中记录的热应力峰值。
3.3
规定时间后的热应力 thermal stress afteraspecifiedtime OT,t
1 GB/T42278—2022/ISO12493:2017
在加热规定时间t后，试样产生的热应力。
3.4
预应变 pre-strain 试验开始前，给试样施加的拉伸形变。 注：以下式表示：
预应变= -l
L;
式中： l—预拉伸后的试样长度； l; 初始试样长度。
3.5
预应力 pre-stress 由预应变产生的单位初始面积上的力。 注：单位为牛顿每平方米(N/m*)或帕斯卡(Pa)。
4原理
在标准实验室温度下，以拉伸模式将试样保持在恒定的预应变下。当给定的预应变引起的预应力
达到表观平衡值时，升高试样的温度。在不同的预应变条件下，测量在高温下产生的热应力随时间的变化。
5仪器
5.1热应力试验机
图1给出了用于测量橡胶材料热应力的试验机示例，两个夹具将试样保持在温控室中，上夹具连接到测力传感器，下夹具连接到横梁。用电机驱动螺杆操纵横梁，以在试样上施加预应变。当温度升高时，产生的热应力传递到测力传感器，并记录应力随时间的变化。
试验机应满足ISO5893中的1级测力精度，能以（20士2.5）mm/min的速度拉伸至所需预应变的士0.1范围内。
2 GB/T42278—2022/ISO12493:2017
标引序号说明：
一温控室； 2- 一夹具； 3- 测力传感器；
位移传感器；
1
D-
-
6-—螺杆； 7-移动横梁；
连杆；
电机。 图1热应力试验机示意图
4-
8-
-
5.2温控室
温控室应能够以至少30℃/min的速率升温，并将试样保持在ISO23529规定的所需温度。该腔室的适宜容积为3L～5L。温度传感器应位于腔室内试样的附近。 5.3宽度和厚度测量装置
测量试样厚度和宽度的装置应符合ISO23529的规定。
6校准
试验仪器应按照附录A中给出的规范进行校准。
7试样
7.1外形尺寸
试样应从平板模压的平整试片上裁切而成，其形状和尺寸应如图2所示。此外，厚度应为（2士 0.2)mm。试样表面应光滑且规则。
3 GB/T42278—2022/ISO12493:2017
单位为毫米
152 100±0.5
→
20
16
图2用于测量热应力的试样
7.2试样数量
同一测试条件下，每组应不少于3个试样。 7.3模压与试验之间的时间间隔
除另有规定，应符合以下要求（见ISO23529）：
对于所有试验，试样形成与试验之间的最短时间间隔为16h。 对于非成品试验，试样形成与试验之间的最长时间间隔为4周。为确保试验的可比性，试验应尽可能在相同的时间间隔内进行。 对于成品试验，只要有可能，成品形成与试验之间的时间间隔不应超过3个月。其他情况时，应在收到产品之日起两个月内进行试验。
7.4调节
在硫化与试验的间隔时间内，试样应尽可能完全避光。 在测量和试验之前，试样应在标准实验室温度下调节至少3h。 如果试验起始温度非标准实验室温度，应在试验前，将试样在试验起始温度下调节足够长的时
间，以确保达到试验温度（见ISO23529）。
8试验条件
8.1温度
除另有规定，所使用的高温应从ISO23529规定的温度中选择。推荐试验温度为60℃、100℃和 140℃。 8.2预应变
在每个温度下，应选择至少3个预应变。推荐预应变为0.2、0.4和0.6。
9步骤
在标准实验室温度下，将试样安装在夹具中，并以（20土2.5)mm/min的速度将其拉伸至所需的预应变，如图3所示。将试样保持在恒定的预应变下，直到由预应变产生的预应力达到表观平衡值，时间约需30min。然后，重新将测力传感器归零，并将温度升高到所需的试验温度。在加热开始后，立即记
4 GB/T42278—2022/ISO12493:2017
录热应力并开始计时。监测热应力随时间的增加和衰减。试验持续时间不应小于30min。
除另有规定，试验至少包含3个温度，每个温度下测试3个预应变。
图3 3拉伸至恒定预应变的试样示意图
10 结果表示
绘制试样热应力随时间变化的曲线。从曲线中可以得到最大热应力、达到最大热应力的时间和指定时间的热应力，指定时间除另有规定，应取20min。
图4给出了在3个不同温度下，未填充的天然橡胶(NR)硫化胶在预应变为0.4时的热应力随时间变化的测试结果。