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　　橡胶材料在常温下展现出高弹性，其表现特征包括：其一，弹性形变量极大，能够达到 1000%；其二，弹性模量极低，处于 MPa 数量级别；其三，变形在去掉外力后，能够迅速恢复，永久变形很小。橡胶材料会随温度的变化而分为三个状态：玻璃态、高弹态以及粘流态，不同状态具备不同的特性。

　　在高弹态时，橡胶材料的分子链不会发生位移，但链段能够活动，只需受到较小的力就会产生极大的形变。当温度降低至玻璃化温度后，链段的运动能力会下降，形变也会明显减少。当温度降至某一特定值时，橡胶在受到外来冲击力影响下会出现断裂，这时的温度就是脆性温度。因此，脆性温度越低，橡胶材料所能适用的环境就越宽泛。目前在国内，关于橡胶材料耐低温性能测量的标准可以划分为以下三类：脆性临界温度、恢复率（包括拉伸回缩和压缩恢复）、刚性变化。

　　测试橡胶材料的脆性临界温度，其对应的测试标准为 GB/T 1682 - 2014《硫化橡胶 低温脆性的测定 单试样法》以及 GB/T 15256 - 2014《硫化橡胶或热塑性橡胶低温脆性的测定（多试样法）》。

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　　将长度为 25.0mm±0.5mm、宽度为 6.0mm±0.5mm、厚度为 2.0mm±0.2mm 的试样装入升降夹持器中，于冷冻介质中冷冻至规定时间。升起升降夹持器，在规定时间内使用冲击器冲击试样，取下试样，停放至少 30s 后，将试样沿冲击方向弯曲成 180°，观察有无破坏。通过多次反复试验，确定至少有两个试样未破坏的最低温度以及至少有一个试样破坏的最高温度。若这两个结果相差不大于 1℃，则试验结束。试样出现破坏的最高温度即为脆性温度。（每个测试温度点下为单个试样，每个试样只允许冲击一次。）

　　将试样置入夹持器中，在冷却介质（液体）里冷却 5min（倘若冷却介质为气体，则冷却 10min），使用冲击器对试样进行一次冲击。取下试样，观察其有无破坏（若试样出现任何一个肉眼可见的裂缝或小孔，或者完全断成两片乃至更多碎片，则定义为破坏；试样未完全断裂时，将试样沿着冲击弯曲方向弯曲 90°，检查弯曲处的试样破坏情况）。以 2℃的间隔升温或降温，一直到测出一组试样完全无破坏的最低温度。试样完全无破坏的最低温度，即为该材料的脆性温度。（每个测试温度点下为一组试样，一组 5 个，每组试样只允许冲击一次。）

　　测试原理、试样尺寸、试样数量、测试过程均与 1.2 部分相同。结果记录:首先记录试样完全无破坏的最低温度和所有试样都破坏的最高温度并记录在每个温度下破坏的试样数量。使用公式来确定 50%脆性温度。

　　S —— 从没有试样破坏到试样全部破坏的温度范围内，每个温度下试样破坏的百分比之和，%。

　　测试橡胶材料在低温下的变形恢复手段包含拉伸回缩和低温压缩永久变形，相应的测试标准分别为 GB/T 7758 - 2020《硫化橡胶低温性能的测定 温度回缩程序（TR 试验）》以及 GB/T 7759.2 - 2014《硫化橡胶或热塑性橡胶 压缩永久变形的测定 第 2 部分：在低温条件下》。

　　试样尺寸：遵循 GB/T 7758 - 2020 中所规定的试样形状与尺寸。

　　测试过程：将试样夹持于试样架上，从初始长度拉伸至 50%（大多数情形下）并加以锁定；随后把带有试样的试样架迅速置入 -70℃ 至 -73℃（假如试样在 -70℃ 时不回缩，就需要更换其他冷却介质冷却到更低的温度）的冷却槽中保持 10min±2min 。松开上夹具的锁定装置，使试样自由回缩，同时以 1℃/min 的速度让冷却介质升温（允许的偏差是在任一个 10min 的时间间隔内温升为 10℃±2℃）。在松开试样时读取第一个数据，以最长间隔 2min 读取一次温度值以及对应的回缩长度或回缩率，一直到回缩率达到 71%为止。

　　测试过程：首先测量试样中心点位置的原始高度 h0 。而后将试样在压缩装置中压缩 25%±2%（高硬度试样压缩率为 15%±2%或者 10%±1%）；接下来把带有试样的压缩装置放进规定试验温度（比如 0℃±2℃、-10℃ ±2℃、-25℃±2℃、-40℃±2℃和 -70℃±2℃等）的低温箱中开始试验，在到达试验时间（24 - 20 h 或者 72 - 20 h）之后，迅速释放压缩装置并开始计时。分别对试样恢复 30s 和 30min 时的高度进行测量。

　　测定橡胶材料在静态过程中于从室温至 -150℃的温度范围内相对刚性特征的方法，又被称为吉门试验，其所对应的测试标准是 GB/T 6036 - 2020《硫化橡胶或热塑性橡胶 低温刚性的测定（吉门试验）》。

　　测试原理：从低温起始，测量与温度呈函数关系的扭转刚度。关于刚性的测量方式为，将试样与已校准的弹簧钢丝相连接，当把钢丝顶部扭转 180°时，测量试样扭转的角度。

　　测试过程：将试样夹持于夹持器上，首先记录试样在 23℃介质中扭转 180°后自由恢复 10s 时的扭转角（以 120°至 170°为宜）。而后将试样扭转 180°，把带有试样的试样架迅速置入规定最低试验温度的冷却介质中保持 15min 。接着进行 5℃/5min 的间隔逐级升温或者以 1°C/min 的升温速率连续升温。在逐级升温时，试样于每个温度下调节 5min 后再进行测量；连续升温时则每 1min 测量一次。持续升温直至此温度下试样的扭转角比在 23℃时的扭转角小 5°至 10°为止。

　　式中：K —— 钢丝的扭转常数，N·m；优先选用 2.8×10-3 N·m；

　　由于测试结果会受到特定试验条件的影响，所以测试结果仅仅表明该橡胶材料大致的耐低温性能，无法精确获取该材料耐低温特性的绝对值结果。不过，不同的测试方法能够表征橡胶材料不同的耐低温性能，而且各种方法之间可以相互补充。具体采用哪种测试方法，取决于橡胶材料的实际应用场合。例如，如果仅仅关注橡胶材料在低温状态下的剩余弹性，那么可以运用脆性温度测试方法；倘若需要关注橡胶密封材料在低温状态下的变形恢复能力，则可以使用压缩变形或者 TR 测试方法。

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