ASTM D2137 橡胶性能标准测试方法 - 柔性聚合物和涂层织物的脆点

美国材料与试验协会（ASTM）发布的标准“ASTM D2137 橡胶性能标准测试方法 - 柔性聚合物和涂层织物的脆化点”描述了涵盖确定橡胶硫化的最低温度以及橡胶涂层织物在受到特定冲击条件时不会出现断裂或涂层裂纹的最低温度的测试方法。

这些测试方法涉及评估橡胶材料或涂覆有橡胶的织物在特定冲击速度条件下的低温弯曲性能。其响应很大程度上取决于低温的影响，例如结晶、增塑剂不相容性或材料固有的动态行为。从这些测试方法中获得的数据可用于预测产品在与这些测试方法中规定的条件类似的应用中的行为。

这些测试方法对于规范和开发目的很有用，但不一定表明材料可以使用的最低温度。

简而言之，该标准规定了橡胶硫化或橡胶涂层织物在单次冲击弯曲试验中防止开裂或断裂的最低温度。

在准备测试样品时，通常需要将其切割成精确尺寸的悬臂梁，并浸入指定温度的冷浴（液体或气体介质）中至少 5 分钟。然后，电动、螺线管驱动或弹簧驱动的撞击器以约 2 米/秒的速度向每个样品边缘施加至少 3 焦耳的能量。测试仪根据样品厚度设置了精确的对准和间隙标准。断裂点是测试组中未出现裂纹或断裂的最低温度。如果出现裂纹，则升高温度（通常以 2 度为增量），直到样品成功通过。

测试结果有助于预测材料在低温冲击条件下的性能，但需要注意的是，实际使用极限可能有所不同。

本标准中描述的方法A适用于硫化橡胶。方法B适用于橡胶涂层织物，并包含根据厚度调整的间隙。这些测试通常使用以下设备：

• 冷浴（例如用液氮冷却的甲醇）
• 冲击装置（校准速度和冲击能量，例如 2 m/s，至少 3 J）

该标准确保材料在冷冲击条件下不会断裂。它对于密封件、软管、O形圈和防护涂层至关重要。它也经常与ASTM D1329（温度回落）和ASTM D1053（固化比）等测试结合使用，作为补充测试，从而更全面地了解材料的低温行为。同时，在材料开发方面，该标准为低脆点聚合物的配方提供了指导，适用于恶劣的环境应用。

本标准中描述的脆点测试确定了在柔性冲击下防止开裂所需的最低温度。

ASTM D2137 通过对样品进行校准冲击试验并确定最低安全温度来评估低温冲击下的脆性。这是一种标准化且可重复的方法，可用于材料鉴定、研发研究以及确保产品在恶劣条件下的可靠性。然而，通过测试并不一定能保证产品在实际条件下的可用性。补充评估（例如柔韧性、泄漏）也很重要。需要与其他低温测量方法进行比较，以确定产品的真实工作极限。

该标准之所以重要的主要原因是：

• 它定义了材料的危险区域：橡胶、柔性聚合物和涂层织物会随着温度下降而失去弹性。该标准规定了脆点，即材料能够承受突然弯曲而不开裂的最低温度。这有助于设计师准确识别材料在何种情况下变得不安全。在室温下性能良好的橡胶产品在寒冷的环境下可能会变硬变脆。如果它们因冲击而开裂（例如，软管被压碎或O形圈被压缩），系统有时可能会发生灾难性的故障。
• 确保关键应用的安全：防止寒冷天气故障。产品在使用过程中可能会暴露在极寒环境中：
  • 汽车：零度以下气候下的门密封条、皮带、波纹管和软管。
  • 航空：高空密封剂。
  • 建筑：寒冷气候下的屋顶膜和覆盖物。
  • 防御：在北极或山区环境中使用的设备。

通过按照此标准进行测试，制造商可以防止意外开裂、泄漏和断裂。了解断裂点有助于工程师避免不安全的温度极限。

• 提高可靠性和客户信心：通过此标准是质量保证的保证。客户知道产品已在低温下进行了实际耐久性测试，从而减少了保修索赔和现场故障。
• 确保材料之间的公平比较：由于该测试方法是标准化的（相同的样品尺寸、冷却程序和冲击能量），因此不同供应商、产品和批次的结果具有可比性，从而可以轻松选择正确的材料。
• 支持材料选择：制造商可以根据脆性性能比较配方或供应商。这有助于选择在冷藏、运输或现场使用过程中不会降解的材料。
• 减少保修索赔和停机时间：密封件或涂层在寒冷条件下的老化会导致泄漏、故障或停机。根据此标准进行测试，可确保只有符合耐低温要求的材料才能送达客户。
• 支持合规性和合同：许多行业在其采购文件中指定了此标准。在汽车、国防、航空航天和建筑材料行业，遵守此标准通常是获得认证或验收的必要条件。
• 标准化和可重复性：本标准定义：
  • 样品形状和尺寸
  • 冷却程序
  • 冲击法

结果在实验室和公司之间是可重复的，这对于遵守规范、合同和法规至关重要。

归根结底，ASTM D2137 标准的重要性在于它提供了一种可靠、可重复且客观的方法来确保材料能够承受低温下的突发冲击。这对于安全性、性能和长期可靠性至关重要。该标准至关重要，因为它提供了一种可靠且行业认可的方法来测量橡胶材料的低温脆性。

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