硅胶断裂伸长率（扯断伸长率）概念、测试标准及其应用价值

一、断裂伸长率的概念

断裂伸长率（Elongation at Break）也称扯断伸长率，是衡量硅胶材料在拉伸过程中弹形能力的关键参数，通常以百分比表示。其定义为试样在拉伸断裂时标距部分的伸长量与原标距长度的比值。用公式可以表示为： 断裂伸长率（%）=[（扯断时试样的长度 - 原始长度）/原始长度]×100%。例如，若原长度为100 mm的试样断裂后伸长至300 mm，则断裂伸长率为200%。
这一参数直接反映了硅胶的柔韧性和弹性恢复能力。高断裂伸长率意味着材料在受力时能承受较大变形而不易断裂，适用于需要频繁形变的场景，如橡皮筋、硅胶管好等。

二、中国、美国及欧洲的测试标准

硅胶断裂伸长率的测试需遵循国际或行业标准，以确保数据的可比性和准确性：

1. 中国标准

   • GB/T 528-2009《硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》：规定了哑铃型试样的制备方法及测试流程，试验速度通常为5 mm/min。

   • HG/T 2765 系列：针对硅胶的物理性能测试，补充了不同硅胶类型的测试要求。

2. 美国标准

   • ASTM D412《橡胶标准测试方法》：要求使用拉力试验机在恒定速度下拉伸试样，记录断裂时的伸长率。

3. 欧洲标准

   • ISO 37:2017《橡胶拉伸应力应变性能的测定》：与GB/T 528类似，但更广泛适用于国际市场，强调试验温度（通常为23±2℃）和夹具对中精度。

三、断裂伸长率在硅胶制品中的作用

1. 决定产品的耐用性
   高断裂伸长率的硅胶制品（如橡皮筋、硅胶管）在反复形变中不易产生永久性损伤，延长使用寿命。例如，医用硅胶管需在弯曲输送液体时保持结构完整性，断裂伸长率至少需≥200%。

2. 适应复杂工况
   在高温或低温环境中（如汽车引擎密封件），硅胶需兼具高弹性和抗老化性。断裂伸长率高的材料能更好地补偿热胀冷缩引起的形变。

3. 与其他性能的协同作用

   • 与拉伸强度的关系：拉伸强度高，硅胶就不容易断，因此断裂伸长率与拉伸强度呈正相关，但并非线性。

   • 与硬度的平衡：硬度越高（如邵氏硬度80A），断裂伸长率通常越低（一般<200%）；而低硬度硅胶（如邵氏硬度20A）的伸长率>500%。

四、断裂伸长率与其他参数的关联性

1. 硫化程度
   硫化剂用量增加会提高交联密度，导致断裂伸长率下降。因此，制造高定伸制品时需控制硫化程度，避免过度交联。不用做二次硫化。

2. 填料与添加剂

   • 补强剂（如白炭黑）：增加填料用量会降低伸长率，但可提升拉伸强度。

   • 软化剂：添加硅油等软化剂可提高伸长率，但可能牺牲耐温性。

3. 温度与形变速率
   高温环境下硅胶分子链活动性增强，断裂伸长率可能升高；而快速拉伸会导致材料脆性增加，伸长率降低。