中华人民共和国国家标准 UDC 678. 4 :678.017 橡胶获得高于或低于 GB9868-88 常温试验温度通则 ISO 3383-1985 Rubber-General directions for achieving elevated or subnormal temperatures -for test purposes 本标准等同采用国际标准ISO3383一1985《橡胶—获得试验用高、低温的通用导则》。 1主题内容和适用范围 验，可能要求不同于本标准规定的专用程序、条件或设备。在此场合下，应将这些要求包括在试验方法 内，并用以代替本标准的要求。 本标准适用于橡胶和其他弹性材料试验用高于或低于常温温度的一般规定。 2试样停放的目的 试样停放的目的是要保证整个试样都处在均匀温度下，并与其周围环境温度处于平衡。 3传热介质 采用各种传热介质来控制试验箱的温度。最常用的传热介质是气体或液体。液体介质的传热最快， 但浸泡时间过长，将对橡胶性能产生有害的影响。采用小玻璃珠的沸腾床，具有液体传热兼化学惰性的 多种优点。 4对温度控制箱的一般要求 4.1试验箱中的传热介质对橡胶性能应没有明显的影响。如果浸泡周期保持在试验所需的最短时间 内，则水、乙醇和乙二醇等液体对大多数橡胶没有明显影响。 4.2温度控制箱最好采用自动控制，并使温度控制在有关试验方法所规定的允许公差范围内。 4.3为使传热介质在整个箱内得到良好的循环，应在箱内安装风扇或搅拌器。 4.4在放入试样或试验仪器后，按照最小过调量或最小失调量要求，尽快地把温度恢复到规定的温度， 但任何情况下，不应超过15min，对气体介质要特别注意这一点。 4.5只要试样所在空间能保持均匀一致的温度，则对控制箱的尺寸不做限制。 4.6箱体应绝热，防止低温试验时，在箱体外表面出现冷凝结霜现象，也防止高温试验时人体接触箱体 被烫伤。绝热材料在最高设计温度下应稳定，在低温下能避免冷凝结霜，并要保证温度最大限度地达到 均匀一致。如果需要有观察试验仪器指示器的观察窗，其结构要符合绝热要求并避免产生冷凝结霜。例 如，对在一100℃下操作的控制箱，可采用每两层之间充上干燥空气的五层玻璃结构的观察窗。 4.7、箱体结构取决于传热介质的类型。使用气体传热介质的箱体，从侧面入口放入试样是方便的，对于 从侧面操作的试验仪器也必须设侧面入口。在设计箱体时，应遵循放入试样或放入试验仪器的入口处气 体介质损失最少的原则。箱体的四周内壁应由热的良导体材料制造，最好是用铝或镀锡的铜制成，以保 1989-05-01实施 中华人民共和国化学工业部1988-07-04批准 GB 9868-88 证温度均匀并减少辐射效应。当需要人工操作箱内仪器时（除装卸试样外)应在箱壁上装设带有手套和 绝热套袖的操作孔。控制温度时不要将致冷和加热元件直接安装在箱体内，因为这种安装方式可能会由 于元件的辐射效应给试验仪器和试样的温度带来影响。 对液体介质，可以采用浸在介质中的元件或把介质循环到箱体外的热交换系统来控制温度。 5高温控制箱 5.1气体传热介质的控制箱 这类箱体应符合第4章的要求。通常用空气作为传热介质.采用电气元件加热，用风扇或鼓风机循环 空气。电气元件应当加以屏蔽，以避免对试样产生直接辐射。为达到必要的控制温度精度加热系统应： a：采用重复循环气体系统。 b．系统设计应使所需要的绝大部分热量连续供给，剩余那部分热基采用间断地供给或用热源上: 的比例调节式装置来供给，以防止温度有较大的周期性变化。 注：对重复循环气体系统来说，在较高温度时特别小心，要防止橡胶试样的挥发成分交义污染。. 5.2液体传热介质的控制箱 这类箱体应符合第4章的要求。并采用5.1条相同的原则，使用浸泡加热器代替电气元件，用搅拌器 或泵代替风扇或鼓风机。 5.3沸腾床 这类箱体应符合第4章的要求，利用象小玻璃珠这类惰性材料床，当适当气体以一定的速度通过该 床时，小玻璃珠可以“沸腾”起来（即表现出流体的性质）。加热器可以装嵌在床中，也可以加热气流本身 6低温控制箱 这类箱体有几种不同类型，在6.1条到6.5条中叙述了其中主要几种。 6.1机械冷冻装置 机械冷冻装置的低温控制箱是由一个多级压缩机和围绕试验箱的冷却螺旋管组成。试样室和箱体 外壁之间应绝热。可以用安装在试样室的启动或关闭压缩机的恒温控制器，也可以用调节冷冻温度的压 力控制器来控制温度。用空气作为试样室内的传热介质。这类设备适合在固定温度下连续操作，除了维 修保养成本和原始成本稍高外，从能源角度考虑，这类设备连续操作时的能耗要比用固体，二氧化碳装置 低。 机械冷冻装置的另一个优点是可以获得较低的温度。由于安装上电热丝式加热器和适宜的自动控 制器，可以获得直至室温和高于室温的温度。 6.2固体兰氧化碳装置（直接型） 直接型固体二氧化碳低温控制箱中，一个安装于固体二氧化碳室中的风扇或鼓风机把固体二氧化 碳室蒸气循环输入试样室。在固体二氧化碳室和试样室之间事先安装气流调节阀，以调节气体的输入和 输出流量。安装在试样室内的双金属片温度控制器控制固体二氧化碳室中风扇的启动和关闭、从而实现 温度的自动控制。 另一种方法：试样室可以由装有液体介质的绝热容器组成，该液体应不影响橡胶性能，并在所需的 试验温度下保持液态。用加入少量致冷剂方法来调节液体温度。如果用固体二氧化碳，必须注意防止液 体沸腾而溢出容器。为保证试样室的温度均匀，要安装风扇或搅拌器。在试样室内安装恒温控制加热器， 可以得到更精确的温度控制。 6.3固体二氧化碳装置（间接型） 在固体二.氧化碳低温控制箱中，以空气作为传热介质。固体二.氧化碳产生的二氧化碳蒸气不与试样 接触，而是用固体二氧化碳蒸气画绕着整个试样室外侧循环的方法来冷却试样室。低温控制箱与外界绝 热。这种类型与直接型相比造价更高，而且也不是很有效。把试样室冷却到低温所需要的时间较长，这 GB9868-88 点与机械冷冻型相差不大。 另一种方法：试样室可以由装有液体介质的绝热容器组成。该液体应不影响橡胶性能,并在所需要 的试验温度下保持液态。将液体循环通过安装在容器外面的热交换器来调节液体的温度。用装填在热交 换器外部的、适宜绝热的、箱中的固体二氧化碳来降低液体温度 6.4密封空气装置 把试验仪器密封在一个隔离室内，用绝热管或管子将一独立箱的冷空气或二氧化碳气通过循环以 调节温度。这种装置和直接型固体二氧化碳装置相似（见6.2条），但要有一台辅助鼓风机以追使冷空气 通过管路送到隔离室内。它的优点是轻便,并能与不同的试验仪器连接。 在某些场合下，温度是用安装在冷却室或试验控制箱上的电动气流调节器来控制的，而不是用风 自身的控制器控制。用室内操纵电动机驱动的气流调节器或电磁线圈驱动气流调节器来控制温度，可能 会由于机械结霜而引起麻烦。至今还没有发现可以从传热介质中充分消除水分，以完全消除结霜的方 法。已经应用诸如氯化钙和硫酸钙等干燥剂 6.5 液氮 液氮是使箱体保持低温的有效致冷剂。当需要控制温度时，可以把液氮注入箱内或者把箱内的气体 按温度控制所需要的体积循环到箱外的液氮容器内。液氮注入时，应完全气化，在与试验仪器或试样接 触前，氮气应处于试验温度。 GB 9868-88 附录A 橡胶试样的停放时间 (补充件） 表A1到表A3给出了初始温度从20C开始，到试样中心温度升到与设定温度相差1C时所计算出来 的时间。该时间取决于材料的几何形状和传热介质的类型。对试验所用的每种试样进行单独计算是不实 际的。为方便计算，将所有的试样归于三种几何形状：圆柱型、扁片型、扁条型。拉伸性能试验用的哑铃型 试样可看作扁条型。 受热时间长短取决于试样材料的热性能。对橡胶而言，热扩散率可取作0.1mm²/s，热导率取作 0.2W/(m-K) 在大多数温度控制箱中用空气、也可用液体作为传热介质。取空气的传热系数20W/（m·K）算出这 些表中的数据。不同的液体有不同的传热系数值，但在大多数场合下取750W/（m·K)这---个值就可以 满足要求。 尽管必须要有充分时间让试样达到平衡，但停放时间不必严格精确到1min。表中所有的时间已舍 入成与之邻近的5min的最高倍数。 表A1圆柱型 到距平衡温度1C的时间，min 温 直径,mm 度 介 29 25 25 25 质 38 6.3 12.6 30 16.5 25 12.5 20 10 9. 5 50 130 75 25 20 0 95 55 25 20 15 50 105 60 30 35 20 空 100 130 75 25 20 15 气 150 145 85 30 20 10 200 155 90 50 30 25 25 20 10 65 250 160 25 25 20 95 50 - 50 75 35 10 5 0 60 30 50 65 30 0 15 液 100 80 35 15 5 5 10 20 25 15 体 150 10 15 85 20 10 25 5 10 40 20 200 90 45 10 20 10 10 20 25 15 10 250 90 20 10 45 15 20 25 15 5 GB 9868--.88 表A2‘扁片型 到距平衡温度1℃的时间，min 介 度 厚度,mm 质 25 15 10 8 i5: 3 .2 1I 0. 2 c - 50 135 70 45 35 20 15 10 5 5 95 50 0 30' 25 15 10 10 5 50 110 60 35 30 10 10 5 5 20 空 100 140 75 45 35 2