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壓縮持久性檢測

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發(fā)布時間：2025-08-09 19:05:10 更新時間：2025-08-08 19:05:10

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測中心

壓縮持久性檢測：確保材料長期性能的關(guān)鍵評估

壓縮持久性檢測是評價柔性多孔材料（如泡沫塑料、橡膠、海綿、緩沖包裝材料、床墊填充物等）在承受持續(xù)或反復(fù)壓縮負荷后，其厚度（或高度）恢復(fù)能力及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的核心試驗方法。這項檢測對于預(yù)測材料在長期使用過程中的性能衰減、疲勞壽命、尺寸穩(wěn)定性和功能性保持至關(guān)重要。在產(chǎn)品設(shè)計、質(zhì)量控制及壽命預(yù)測領(lǐng)域，尤其是在汽車座椅、家具、包裝防護、鞋材、運動器材、隔音隔熱材料等行業(yè)，壓縮持久性數(shù)據(jù)是評估材料是否滿足應(yīng)用需求的核心依據(jù)。它直接關(guān)系到產(chǎn)品的舒適度、安全性和使用壽命。

主要檢測項目

壓縮持久性檢測的核心項目通常包括：

1. 壓縮永久變形率： 這是最核心的指標。指材料在特定條件下（如規(guī)定溫度、規(guī)定時間、規(guī)定變形率）承受恒定壓縮負荷后，在規(guī)定恢復(fù)條件下，其殘余變形量占原始厚度的百分比。該值越低，表示材料抵抗永久形變、恢復(fù)原狀的能力越強。

2. 壓縮恢復(fù)率： 指材料在撤除壓縮負荷并經(jīng)過規(guī)定恢復(fù)時間后，其恢復(fù)的厚度占壓縮變形量的百分比。該值越高，表示材料的彈性恢復(fù)性能越好。

3. 壓縮蠕變性能： 指材料在恒定壓縮負荷和恒定溫度下，其厚度隨時間持續(xù)減小的現(xiàn)象。評估材料在長期靜載荷下的尺寸穩(wěn)定性。

4. 疲勞壓縮性能： 模擬材料在反復(fù)壓縮-釋放循環(huán)作用下的性能變化，評估其抗疲勞能力和耐久性。

常用檢測儀器

進行壓縮持久性檢測需要專門的設(shè)備來施加精確的載荷、控制環(huán)境條件并測量形變：

1. 電子萬能材料試驗機： 這是核心設(shè)備，提供精確可控的壓縮載荷或位移。配備壓縮夾具（通常是兩塊平行且表面平整的金屬壓板）。其高精度的力值傳感器和位移傳感器是準確測量的基礎(chǔ)。

2. 恒溫箱/環(huán)境試驗箱： 許多標準要求測試在特定高溫（如70°C, 100°C）下進行，以加速材料的形變過程或模擬使用環(huán)境。該設(shè)備需能與試驗機配合，或在試驗后用于樣品的恢復(fù)。

3. 測厚儀/厚度規(guī)： 用于精確測量材料試樣的初始厚度、卸載后的厚度以及恢復(fù)后的厚度。精度通常要求達到0.01mm或更高。

4. 限制器（Spacer Bars）： 在進行恒定變形率測試時，用于確保壓縮板之間的間隙恒定，保持試樣達到規(guī)定的壓縮率（如25%， 50%）。

5. 計時器： 精確控制壓縮持續(xù)時間和恢復(fù)時間。

主流檢測方法

壓縮持久性檢測（尤其是壓縮永久變形）主要有兩種基本方法，具體步驟依據(jù)不同標準有所差異：

方法A：恒定變形法 (Constant Deflection Method)

1. 測量試樣初始厚度 (H0)。
2. 將試樣放置在試驗機的平行壓板之間。
3. 使用限制器（Spacer Bars）將試樣壓縮至規(guī)定的變形率（如原始厚度的25%或50%）。
4. 將帶有壓縮狀態(tài)試樣的夾具組合體放入規(guī)定溫度的恒溫箱中。
5. 在規(guī)定時間（如22小時）后，從恒溫箱和夾具中取出試樣。
6. 讓試樣在規(guī)定環(huán)境（通常為標準實驗室環(huán)境）下恢復(fù)規(guī)定時間（如30分鐘）。
7. 測量試樣恢復(fù)后的最終厚度 (H1)。
8. 計算壓縮永久變形率：`壓縮永久變形率 (%) = [(H0 - H1) / H0] * 100`。

方法B：恒定載荷法 (Constant Force Method)

1. 測量試樣初始厚度 (H0)。
2. 將試樣放置在試驗機的平行壓板之間。
3. 施加規(guī)定的恒定壓縮力（應(yīng)力）。
4. 將帶有壓縮狀態(tài)試樣的裝置放入規(guī)定溫度的恒溫箱中。
5. 在規(guī)定時間后取出。
6. 立即或在規(guī)定恢復(fù)時間后測量試樣厚度 (H1)。
7. 計算壓縮永久變形率（公式同上）或壓縮蠕變量。

疲勞壓縮測試方法： 通常使用萬能材料試驗機或?qū)ｉT的疲勞試驗機，對試樣進行規(guī)定次數(shù)、規(guī)定壓縮率（或力）和頻率的反復(fù)壓縮-釋放循環(huán)。測試后測量其厚度變化、硬度變化或永久變形，評估材料的抗疲勞性能。

重要檢測標準

壓縮持久性檢測遵循國際、國家或行業(yè)標準，確保測試結(jié)果的可比性和權(quán)威性。常用標準包括：

1. ASTM (美國材料與試驗協(xié)會)
* `ASTM D3574`：柔性多孔材料—板、片和模塑聚氨酯泡沫標準試驗方法。其中的Test D (恒定形變法) 和 Test E (恒定載荷法) 是測試軟質(zhì)聚氨酯泡沫壓縮永久變形的核心方法。
* `ASTM D395`：橡膠性能的標準試驗方法—壓縮永久變形。主要針對橡膠材料，包含方法B（恒定壓縮永久變形）。

2. ISO (國際標準化組織)
* `ISO 1856`：柔性多孔聚合物材料—壓縮永久變形的測定。規(guī)定了恒定變形法和恒定載荷法。
* `ISO 3386`：柔性多孔聚合物材料—定負荷下壓縮應(yīng)力/應(yīng)變特性和壓縮應(yīng)力值的測定（方法B涉及恒定載荷下的蠕變）。

3. GB/T (中國國家標準)
* `GB/T 6669`：軟質(zhì)泡沫聚合材料壓縮永久變形的測定。等效采用 ISO 1856。
* `GB/T 7759`：硫化橡膠或熱塑性橡膠壓縮永久變形的測定。等效采用 ISO 815。

4. JIS (日本工業(yè)標準)
* `JIS K6400`：柔性多孔材料物理試驗方法。包含壓縮永久變形測試。

5. DIN (德國標準)
* `DIN EN ISO 1856`：等同于ISO 1856。

選擇哪個標準取決于被測材料的類型、應(yīng)用領(lǐng)域以及客戶或法規(guī)的具體要求。不同標準在試樣尺寸、壓縮率/載荷、測試溫度和時間、恢復(fù)條件等方面可能存在差異。嚴格遵循選定的標準是保證檢測結(jié)果準確性和有效性的前提。