硫化橡胶或热塑性橡胶老化性能拉伸应力松弛测定（GB/T 9871-2008）

硫化橡胶或热塑性橡胶老化性能拉伸应力松弛测定（GB/T 9871-2008）

一、测试标准依据

本测试执行GB/T 9871-2008《硫化橡胶或热塑性橡胶老化性能的测定 拉伸应力松弛试验》，等同ISO 6914:2004国际标准。标准规定了橡胶材料经热老化后，恒定拉伸应变状态下应力松弛性能的测试方法，用于评价老化后橡胶材料的弹性保持能力、力学稳定性，是检测橡胶制品老化耐久性能、预判使用寿命的重要试验，适用于橡胶管材、线缆护套、弹性胶带、减震橡胶件等产品。

二、测试原理

橡胶材料经高温热老化后，内部高分子链会发生交联、断裂、氧化降解等老化反应，导致材料黏弹性发生变化。本测试先对橡胶试样进行规定条件的热老化处理，再对老化后的试样施加恒定拉伸应变，在标准环境下持续监测拉伸应力随时间的衰减变化，通过计算拉伸应力松弛率，量化老化后橡胶材料的应力衰减程度，精准评价橡胶材料的抗老化性能与长期力学稳定性，区分不同配方、工艺橡胶材料的老化耐久差异。

三、测试设备与耗材

1. 核心测试设备

•       热空气老化试验箱：温度精度±1℃，满足橡胶热老化恒温试验要求；

•       橡胶拉伸应力松弛试验机：具备恒定应变控制、实时应力采集功能，拉伸精度0.5级，可连续记录应力衰减数据；

•       精密测量卡尺：精度0.01mm，测量试样厚度、宽度；

•       标准哑铃型试样裁刀：符合GB/T 528标准试样尺寸要求。

2. 测试试样

选用热塑性三元乙丙橡胶（EPDM）试样，采用标准I型哑铃试样，试样厚度2.0±0.1mm，宽度6.0±0.1mm，试样无划痕、无缺口、无老化瑕疵。设置老化组与空白对照组，每组3个平行试样，试验前均在标准环境（23℃、50%湿度）静置24h状态调节。

四、测试环境与参数设定

1. 老化试验参数

•       老化温度：100℃（通用橡胶加速老化标准温度）；

•       老化时长：72h；

•       老化环境：热空气循环环境，无光照、无腐蚀介质。

2. 拉伸松弛测试参数

•       测试环境：标准实验室环境（23±2℃、湿度50±5%）；

•       恒定拉伸应变：20%（标准常规测试应变）；

•       应力松弛测试时长：30min；

•       拉伸速率：50mm/min（标准规定加载速率）。

五、详细测试操作流程

步骤1：试样分组与老化处理

将试样分为两组，对照组试样不做老化处理，常温静置保存；老化组试样放入100℃热空气老化箱，恒温老化72h，老化结束后取出试样，在标准环境下静置冷却2h，消除热应力影响。

步骤2：试样尺寸测量

分别测量两组所有试样的有效宽度、厚度，计算试样横截面积，记录数据，确保试样尺寸合规。

步骤3：设备调试与试样装夹

调试拉伸应力松弛试验机，校准设备精度，设定拉伸应变20%、拉伸速率50mm/min、测试时长30min。将试样垂直装夹在试验机上下夹具中，保证试样对中、无扭曲、无偏心受力。

步骤4：加载与初始应力采集

设备以设定速率拉伸试样至20%恒定应变，立即锁定拉伸位移，稳定1min后采集初始拉伸应力S₀，记录每组试样初始应力数据。

步骤5：恒温松弛测试

保持试样20%拉伸应变恒定，持续静置30min，设备全程实时采集应力变化，试验结束后读取最终残余拉伸应力Sₜ。

步骤6：重复测试

按照相同流程完成所有平行试样的测试，剔除异常数据，保证试验数据可靠性。

六、测试数据记录与计算

1. 实测原始数据

2. 计算公式

拉伸应力松弛率（%）=（S₀-Sₜ）/S₀×100%

式中：S₀为恒定应变下初始拉伸应力（MPa）；Sₜ为测试结束后残余拉伸应力（MPa）。

3. 数据计算结果

•       空白对照组平均初始应力：2.85MPa，平均残余应力：2.62MPa，应力松弛率=8.1%；

•       老化组平均初始应力：2.72MPa，平均残余应力：2.31MPa，应力松弛率=15.1%。

七、测试结果判定与分析

根据GB/T 9871-2008标准及EPDM橡胶制品行业验收规范，100℃/72h热老化后，拉伸应力松弛率≤18%为合格。本次老化组试样松弛率15.1%，符合标准要求。测试结果表明：未老化的EPDM橡胶应力衰减极小，弹性稳定性优异；经高温热老化后，材料内部结构轻微降解，应力松弛速率有所提升，但仍满足服役要求，该材料具备良好的抗热老化性能，可长期应用于高温、通风工况下的橡胶配件。若老化后松弛率超标，说明材料耐老化性能差，长期使用易出现弹性衰减、变形失效、拉伸断裂等问题。

八、两项测试通用注意事项

1. 所有试样需严格按照标准进行状态调节，避免温度、湿度、内应力对测试数据造成干扰；

2. 测试过程中需保证设备无振动、无位移偏移，压缩、拉伸应变全程恒定，杜绝人为扰动；

3. 平行试样数据偏差需控制在3%以内，偏差过大需重新测试，保证数据准确性；

4. 高温测试结束后，需按标准要求静置稳定后再读取数据，避免温度应力影响测试结果。