撕裂强度测试(ASTM D 624)

撕裂强度测试
1. 测试目的：测定加硫橡胶或弹性热塑性塑料鞋底的撕裂强度。

2. 适用范围：适用于所有加硫橡胶和弹性热塑性塑料鞋底，也适用于相类似的材料。

3. 参考文献：
3.1 ASTM D 624-00 Standard Test Method for Tear Strength of Conventional Vulcanized Rubber
and Thermoplastic Elastomers。

3.2 ISO 34-1:2004(E) Rubber, vulcanized or thermoplastic——Determination of tear strength
——Part 1: Trousers, angle and crescent test pieces。

4. 测试原理：将测试试片夹于拉力试验机的上下夹具内，通过拉力试验机以一恒定的速率给测试
试片持续施力，使测试试片沿着其缺口或其宽度方向撕裂，得到撕裂测试试片所需要的
最大拉力值，平均值以及中值，根据测试试片的类型和撕裂类型，选取撕裂测试试片所
需要的最大拉力值，或平均值，或中值除以测试试片的厚度值，即为测试试片的撕裂强
度。

5. 测试仪器：
5.1 拉力试验机：其性能要求如下：
⑴感应元荷重范围0—2 000 N，精确率为±2 %；
⑵上下夹具表面平坦，表面具有锁定的凹突纹设计；
⑶具有“力—位移”测试程序和自动记忆功能；
⑷上下夹具的分开速度可调，可调至为(50±5) mm/min.，(500±50) mm/min.等；
⑸具有负载和位移保护系统。

5.2 锋利介刀。

5.3 研磨机。

5.4 各种规格形状的专用裁刀：其要求如下：
⑴其内表面应垂直；
⑵转角处刀刃应锋利无比，无缺口且无任何变形；
⑶嵌装组成的裁刀，其嵌装结合点应距90º顶角至少25 mm；
⑷要经常校正且要有文件的形式记录校正的数据。

5.5 精确到0.01 mm的标准厚度计：其圆形压脚直径为(6±4) mm，可对测试试样施加(22±5) kPa
的压强。

6. 测试环境:
6.1 在温度为(23±2)℃，相对湿度为(50±5)%的标准环境里测试。

7. 试样准备：
7.1 将测试样品放入温度为(23±2)℃，相对湿度为(50±2)%的标准环境里调控至少16小时。

7.2 取出调控好的测试样品，用锋利介刀顺着测试鞋底纵向上切取5块足够大的测试试样，如果测试
试样上下表面具有齿纹，则用锋利介刀将之割平，尔后用研磨机将测试试样上下表面磨平且磨至测试试片类型所需要的厚度(2.3±1.0) mm，之后将测试试样放入温度为(23±2)℃，相对湿度为(50±2)% 的标准环境里调控24小时，如果测试试样不受湿度影响，则调控时间可缩短至3小时。

7.3 将调控好的5个测试试样放在裁断机的底台上，根据所选用的测试试片的类型 (“A”、“B”、“C”、
“T”或“CP”型)，选用其专用裁刀顺着测试试样的长向裁取5个测试试片。

注意，如果测试试片类型选用“T”或“CP”型时，则测试试片准备除准备3个鞋底纵向测试试片外，还需要在鞋底横向上再取5个鞋底横向测试试片。

7.4 各种测试试片类型的有关说明：
7.4.1 “A”型试片: 形如新月，主针对不够取其它测试试片的小鞋底材料，见图1所示，各尺
寸要求见表 1所示。

C 8.6 ±0.05 45 ±0.05 19 ±0.05
D 29 ±0.05 25 ±0.05 12.7 ±0.05
E 43.2 ±0.05 43 ±0.05 25 ±0.05
F 12.7 ±0.05 12.5 ±0.05
G 10.2 ±0.05 10.2 ±0.05
H 9 ±0.05
J 7.5 ±0.05
割口0.50 ±0.05 0.50 ±0.05
7.4.2 “B”型试片: 与“A”型试片大致相似，但突出两端，见图2所示，各尺寸要求见表 1所
示。

7.4.3 “C”型试片: 为无割口的直角型试片，正中间有一个90º角，两端突出，见图 3所示，
各尺寸要求见表1所示。

7.4.4 “T”型试片: 为裤型试片，中间有一个(40±5) mm的割口，其形状和尺寸见图4所示。

7.4.5 “CP”型试片: 在“T”型试片基础上进行改良后的试片，其长度(60±5) mm的切口沿着
凹槽，见图5所示，前为局部图形，后为完整图形，其具体尺寸要求见表
2所示。

图1 “A”型试片图 2 “B”型试片
图 3 “C”型试片
撕裂方向
图 4 “T”型试片
B
A
C
E
小针孔
图 5 “CP”型试片
表 2
8. 测试程序:
8.1 打开拉力试验机电源，选定测试程序和输入测试编号，根据测试试片的类型，设定拉力试验机夹
具的分开速度，对于“A”型试片、“B”型试片和“C”型试片，拉力试验机夹具的分开速度为(500±50) mm/min.。

对于“T”型试片和“CP”型试片，拉力试验机夹具的分开速度为(50±5) mm/min.。

8.2 取出1个鞋底测试试片，用精确到0.01 mm的标准厚度计测量其厚度值，其最终厚度值记为T i，
精确到0.01 mm，其具体测法是：
⑴对于“A”型试片、“B”型试片和“C”型试片，在测试试片宽向的中心位置测量3个点的厚
度，其中1个点必须要包括刻痕或顶点处，记录其测试结果值的中间值作为最终的厚度值
T i。

⑵对于“T”型试片，沿测试试片的长向在头尾及中间3个点测量其厚度，记录其测试结果值
的中间值作为最终的厚度值T i。

⑶对于“CP”型试片，测试其凹槽的厚度。

有两种测量方法，第一种方法是测量其凹槽的整个
厚度，测量3个点后取算术平均值，再减去3.60 mm就为凹槽的厚度值；第二种方法是用
一个带刻度线的双孔显微镜测量凹槽的厚度，记录其所有测试结果的算术平均值。

相比而言，用第二种方法更精确，但两种方法都允许有5 %的误差。

8.3 调整拉力试验机两夹具之间的距离，使之符合测试试片的夹持距离要求，同时要保证两夹具呈水
平状态，尔后将拉力试验机的初始荷重归零，之后将测试试片对称地固定在拉力试验机的上下夹具并牢牢夹紧，图6所示为夹紧的“T”型试片。

8.4点击拉力试验机“开始测试”图标开始测试，直到测试试片完全撕裂，停止测试，取下测试试片，
分析所获得拉力曲线图形并记录其测试结果值，其最终拉力值记为F i，精确到1 N。

对于“A”
型试片、“B”型试片和“C”型试片，记录其最大力量作为最终的拉力值F i。

对于“T”型试片和“CP”型试片，根据所获得拉力曲线图形和撕裂类型，有选择性地记录其峰值，或峰值的算术平均值，或峰值的中值，或峰值和谷值的算术平均值，或整个撕裂力的算术平均值作为最终的拉力值F i。

8.5 计算测试试片的撕裂强度值S i，精确到1 N/mm，其计算见式 1。

i
i
i T
F
S .................................................................... 式 1
8.6 重复8.2至8.5的操作，测试余下的4个测试试片，得到5个测试试片的撕裂强度值，取其5个
测试试片的撕裂强度值的中间值作为测试样品的最终撕裂强度值。

对于“T”型试片和“CP”型试片，还需测试另一方向的5个测试试片，得到另一方向的5个测试试片的撕裂强度值，同样地，取其5个测试试片的撕裂强度值的中间值作为测试样品另一方向的最终撕裂强度值。

9. 测试报告：
9.1 记录参考标准。

9.2 详细描述测试样品。

尺寸要求
试片类型
A
(mm)
B
(mm)
C
(mm)
D
(mm)
E
(mm)
CP 125 28.5 5.33 1.77 0.75
图 6
9.3 详细测试试片的类型和厚度。

9.4 记录测试样品的最终撕裂强度值，精确到1 N/mm。

对于测试样品采用“T”型试片和“CP”型试
片的，则应分方向记录测试样品的最终撕裂强度值，精确到1 N/mm并注明其拉力曲线图形分析法和取值方式。

9.5 记录调控环境的温湿度，调控时间，测试环境，测试日期和操作人等。

9.6 若与本方法有任何偏差，则记录之。

10. 备注：
10.1 测试样品的撕裂强度值与测试试样的形式、其拉伸速度及其试验温度有关。

对于硫化橡胶测试
样品，还对压延效应敏感。

10.2 拉力曲线图形的分析：
10.2.1对于“A”型试片、“B”型试片和“C”型试片，其力的曲线波动形式一般是由小到大，
达到最大力后由大到小，直到撕裂完成后终止。

10.2.2 对于“T”型试片和“CP”型试片，其力的曲线波动形式一般是锯齿状波峰波谷变化
的过程，其主要有两种形式，见图 7所示。

对于多峰变化明显的曲线，其图形表现形
式就是撕裂力值增加与减少不断地发生变化，随着测试试片材料受到一定的张力，即
撕裂力后产生撕裂，出现波峰值，接着其张力减少，撕裂长度增加，回复一段距离后，
其撕裂力又不断地升高，撕裂的最低值即为波谷值，如此不断的更替，形成多峰变化
明显的曲线。

对于平缓的曲线，其图形表现形式就是撕裂过程从开始至结束，其撕裂
力波动不明显，只有几个很小的波动。

多峰变化明显的曲线平缓的曲线
0 2 4 6 8 10 12
图 7 多峰变化明显的曲线和平缓的曲线
10.2.3 拉力曲线峰值的分析：
⑴拉力曲线峰值平均值的定义：所有峰值力的总和除以所有峰值的个数即为峰值的
平均值。

⑵对于任何完整的力值曲线，单个峰值如果偏离其平均峰值的20 %，则应舍去，尔
后再重新计算峰值的平均值再进行比较进行取舍。

⑶整个拉力曲线中，在最初的和最后的曲线中，出现短暂重复的锯齿状曲线是正常
的表示。

在曲线中，峰值大小是易变的，一些峰值会特别的高或低，尤其是撕裂
在开始和结束时。

10.2.4 拉力曲线谷值的分析：
⑴拉力曲线谷值平均值的定义：所有谷值力的总和除以所有谷值的个数即为谷值的
平均值。

⑵对于任何完整的力值曲线，单个谷值如果偏离其平均谷值的20 %，则应舍去，尔
后再重新计算谷值的平均值再进行比较进行取舍。

⑶相对峰值而言，谷值是测试试片材料被撕裂后其所需张力缓和时产生的现象，其
图形形式是曲线从一个不明显的斜面递增到一个明显的斜面。

10.2.5 拉力曲线平均值的分析：取其峰值和谷值的平均值进行算术平均，即为整个数据的平
均值。

10.2.6 拉力曲线整体分析：测量交替区域的整个范围的曲线值称为整体分析。

10.2.7 拉力曲线手动分析：用来计算中间值的平均值。

对于多峰变化明显的曲线，用一条水
平线定位其中值，最小值和第一个峰值，沿这条线向前移动，可数出峰值的个数。

对
于平滑的撕裂曲线，在曲线中直接找出其中值。