热塑性弹性体压缩变形测试方法略谈及误差原因分析

通常测试热塑性弹性体压缩变形的标准如下：

DIN_ISO_815_硫化橡胶和热塑性弹性体的压缩变形的测定

GB/T 7759.1-2015 硫化橡胶或热塑性橡胶 压缩永久变形的测定 第1部分在常温及高温条件下

ASTM-D395 橡胶性能的标准试验方法---压缩永久变形

通常我们选择GB/T 7759.1，该标准等同于ISO 815，ASTM D395 其中的B方法即为恒定压缩比下的压缩变形测定方法，和ISO 815类似。

一、GB/T 7759.1中压缩变形的测试方法简述

1.1. 试样尺寸

A型：试样直径29mm±0.5mm，高度为12.5mm±0.5mm的圆柱体；

B型：试样直径13mm±0.5mm，高度为6.3mm±0.3mm的圆柱体；

A型试样精度较高，B型试样一般从制品上截取，推荐使用A型试样。
试样高度的测试，一般要精确到0.01mm，3个试样的厚度相差不超过0.05mm。

1.2. 试样的处理及测量

一般推荐对热塑性弹性体试样进行70°C/30min的热处理，除掉加工形成的内应力；然后在标准实验室温度放置3h。

1.3. 压缩变形器具

试验器具也需要在标准实验室温度下放置备用，试验前应该在器具压缩表面涂一层润滑油。

1.4. 施加压缩

硬度＜80IRHD，压缩25%；

硬度80~89IRHD，压缩15%；

硬度＞90IRHD，压缩10%。

推荐阅读：关于热塑性弹性体的硬度：测试偏差原因、肖氏 A 和 D 换算

1.5. 计算压缩变形

按照规定的时间在烘箱中放置压缩变形器具，从烘箱中拿出后，马上松开试样，在实验室标准温度放置30min，然后测试试样恢复后的高度，开始计算压缩变形C：

C=(h₀-h₁)/(h₀-h_s)×100%

h₀-试样初始高度，h₁-试样恢复后高度，h_s-限制器高度

二、热塑性弹性体压缩变形测试误差分析

2.1. 试样引起的误差

对于A型试样，由于高度有12.5mm，注塑成型由于收缩的缘故，当中会有一定程度的凹陷，最终导致测试的压缩变形会偏大，而相对B型试样，由于高度比较小，注塑收缩会更小，测试的误差会降低。即使除掉试样收缩凹陷的缘故，同样材料A型试样的测试数据比B型试样要大。

2.2. 测试试样高度引起的误差

对于比较柔软的热塑性弹性体，要精确测试试样的厚度，难度相当大，因为略微用力，尺寸就会变小；这还不是最关键的，最关键的对于多层叠加的试样（不超过3层）在测试标准里有一处不太好实施的高度测试步骤：5.2条里说明需要对试样稍微压缩1min，这个压缩到底多大的力呢？大家把握不准，但通常压缩一下，再测试厚度h₀，厚度明显要小点h₀。假设这个误差在0.1mm（会远超测厚仪要求的0.01mm），没压缩的情况下是6.3mm，压缩的情况是6.2mm，试样压缩后恢复的厚度是5.8mm，限高器是4.8mm。

那试样被压缩的情况下压缩变形C=(6.2-5.8)/(6.2-4.8)×100%=28.6%；

试样没有压缩的情况下压缩变形C=(6.3-5.8)/(6.2-4.8)×100%=33.3%；

2种测试方法的误差相差4~5%左右。

对于叠加的试样，试样恢复后的厚度，有的公司会分别测试3个叠加的试片，然后再累加厚度，通常这样测试的厚度h₁会略大，最后导致压缩变形C的测试结果又偏小。

2.3. 烘箱温度的误差

通常烘箱虽然四周都是电热丝，但是测温探头一般在烘箱内上方，我们发觉如果压缩变形器具比较烘箱底部，或者靠近有电热丝的地方，那么变形器具所接触的实际温度会略高于设定的温度。而热塑性弹性体的压缩变形对于温度是非常敏感的，有的时候相差10°C，正好接近或超过热塑性弹性体的软化温度，那测试出来的压缩变形数据就是差异非常的大啦。

综上所述，压缩变形在不同地方、不同试样、不同烘箱、不同人员的条件下测试，误差小的情况，也有约5%，大的情况，甚至有10%左右。这个情况，对于热塑性弹性体研发来说，需要尽可能的与测试人员沟通，以免影响对配方的误判。对于销售工程师来说，需要与客户沟通清楚，以免在采购标准中引发争议。