橡膠在一定的溫度和外力(拉力、壓力或扭力)下,會產(chǎn)生隨時間而增加的形變,這種現(xiàn)象被稱為蠕變。蠕變是橡膠黏彈性表現(xiàn)的一種,即基于分子鏈移動或分子重排時產(chǎn)生的特定現(xiàn)象,而且跟橡膠加工和使用過程都相關(guān)。通常,為了便于操作的進行,應該盡量控制好加工時出現(xiàn)的蠕變。為了避免因蠕變而影響產(chǎn)品的尺寸精密度,往往借助于骨架材料的使用,使蠕變量控制在適當?shù)姆秶畠?nèi)。
蠕變通常由三部分組成:第一部分是普彈形變,也稱瞬時形變,是分子鏈在外力作用下,由鍵長和鍵角變化形成的,其量很小;第二部分稱為推遲性形變,由鏈段運動形成,其量大于普彈形變,以上兩種形變的共同點是一旦外力去除,形變也隨著消失;第三部分是塑性形變,由線型高分子之間的相對蠕動所致,這種形變是不可逆的,即使外力消失也不會復原,因此也稱“永久變形”。由圖 1可見,當橡膠試片在拉伸下,其變形隨著從A-B-C逐步增大,形成曲線ABC。外力在C點一旦釋除,則形變量也降到D點,然后停止進一步減少,并出現(xiàn)永遠無法消失的變形,通常被稱為“永久變形”,即整個變形不可復原。
圖1 橡膠受力后的變形恢復曲線
為了測定橡膠的塑性形變量,需要通過拉伸試驗和恒定壓縮試驗來衡量外力去除后的不可逆形變,即塑性形變,所用的測試設(shè)備為蠕變試驗機。按受力方式的不同,這類試驗機臺分為拉伸型、壓縮型及剪切型三種類型,以拉伸型為最常用。