1 前言

橡膠球是以天然橡膠或合成橡膠為基材，經混煉、硫化等工藝制成的球形彈性體，在密封減震、研磨拋光、醫療器械及運動器材等領域應用普遍。

實際使用中，橡膠球持續承受壓應力與沖擊載荷，若抗壓能力不足，易發生不可逆變形甚至破裂，導致密封失效或減震性能下降；若硬度過高，又可能削弱其緩沖吸能效果。因此，合理的強度范圍是保障橡膠球服役性能的關鍵質量指標。

與陶瓷球、藥片等脆性顆粒不同，橡膠球受壓時先發生顯著彈性形變，隨載荷增加逐漸壓扁，最終可能破裂，屬于典型的塑性顆粒。其強度測定需采用塑性顆粒檢測模式，以準確捕捉壓縮全過程中的最大壓力值。

本方案依據GB/T 44750-2024《顆粒 抗壓強度的測量》及GB/T 14853.6-2013《橡膠用造粒炭黑 第6部分：單個顆粒破碎強度的測定》等標準，利用顆粒強度測定儀建立規范化操作流程。方法可靠實用，適用于天然橡膠球、合成橡膠球、硅橡膠球、聚氨酯橡膠球及橡膠類彈性體顆粒的強度檢測，可滿足橡膠制品生產質控、來料檢驗及材料研發等多元場景需求。

2 儀器與試劑

2.1 儀器

顆粒強度測定儀；游標卡尺或電子數顯卡尺、鑷子等。

圖 1：顆粒強度測定儀外觀圖

2.2 樣品與輔助用品

橡膠球顆粒；無水乙醇（分析純）；無塵軟毛刷。

3 實驗方法

3.1 樣品準備

取樣：按照 GB/T 41948《顆粒表征 樣品準備》的規定進行取樣。從批量產品中隨機采集具有代表性的橡膠球樣品，取樣量應足夠完成全部測試。

樣品挑選：用鑷子從篩分后的樣品中隨機選取 30 粒完整、形狀規整的橡膠球顆粒。

樣品預處理：測試前應用無水乙醇擦拭表面，自然晾干后備用。

3.2 樣品測試流程

儀器啟動與初始化：

打開顆粒強度測定儀電源，進入檢測程序后選擇對應顆粒類型。由于橡膠球屬于塑性顆粒，需選擇塑性顆粒檢測模式。設備啟動后自動完成系統檢查，并控制壓桿完成升降復位，確認儀器狀態正常后進入待測界面。

檢測模式設置：

進入球形顆粒測試界面，清除已有測試記錄，確保本次實驗數據獨立、準確。

樣品放置：

使用鑷子取單顆橡膠球樣品，將其放置在測試托盤中心位置，保證樣品受力均勻，避免因偏移或傾斜影響測試結果。

開始測試與數據采集：

點擊測試按鈕啟動程序，壓桿按照設定速度緩慢下降，并與樣品接觸后持續施加壓力。測試過程中，儀器實時采集壓力變化數據，并記錄樣品受壓過程中的最大載荷值。

橡膠球受壓時會先產生彈性變形，隨著壓力不斷增加，顆粒逐漸發生壓縮變形。當達到設定壓縮條件或樣品出現破裂、失效狀態時，系統自動獲取測試過程中的峰值壓力，并完成數據保存。測試結束后，壓桿自動返回初始位置。

樣品清理與重復測試：

完成單次檢測后，及時清理測試托盤中的橡膠殘留物，避免影響后續測量。建議每組連續測試15顆有效樣品；若測試過程中出現樣品滑移、定位異常等情況，應終止當前測試并重新進行測量。

測試結果判定原理：

對于塑性球形顆粒，其抗壓性能不僅與承受的最大載荷有關，還需結合壓縮過程中的形變量進行綜合評價。顆粒強度測定儀可自動記錄整個壓縮過程中的壓力變化，并以最大壓力值作為該顆粒抗壓性能的重要評價參數。

3.3 儀器操作說明

顆粒類型選擇：開機主界面選擇“塑性顆粒”（橡膠球屬于塑性顆粒）。

形狀選擇：選擇球形顆粒檢測界面

清零：如儀器不顯示“0”，點擊“清零”按鍵。

查看數據：點擊“查看”進入查看界面，可存儲 15 次測試數據，保存平均值及變異系數。

打印：點擊“打印”打印本輪測試數據。

清空：點擊“清空”清空本輪測試數據粒。

圖 2：樣品測試過程

4 結果與討論

4.1 結果統計

儀器自動存儲 15 組單粒顆粒破碎壓力值，自動計算：

單粒顆粒強度：破碎瞬間最大壓力，單位 N；

批次平均顆粒強度：15 組數據算術平均值，單位 N；

變異系數 Cv：反映橡膠球顆粒強度均勻性，用于評價生產工藝穩定性。

無需額外換算公式，直接以儀器輸出平均壓力作為最終檢測結果。

4.2 測試結果

圖 3：顆粒強度測試數據圖

4.3 精密度

變異系數越小，說明顆粒均勻性越好。顆粒的材質、硫化程度、尺寸大小及制備工藝的一致性會影響顆粒強度結果。

5 方案特點與優勢

5.1 儀器性能亮點

操控便捷：配備觸摸式人機界面，參數預設后一鍵啟動，數據自動統計并支持結果打印。

智能防護：內置超壓停機保護功能，有效防止高硬度顆粒對傳感器造成損壞。

高分辨檢測：力值分辨力達0.01 N，能夠清晰識別不同膠料配方或硫化工藝帶來的強度差異，為配方優化與工藝調優提供精細數據支撐。

專用檢測模式：針對塑性顆粒彈性形變特征，設置塑性顆粒專用測試模式，可完整記錄壓縮全過程的受力—形變關系，準確鎖定最大壓力值。

5.2 適用對象與檢測能力

樣品類型：涵蓋天然橡膠球、合成橡膠球、硅橡膠球、聚氨酯橡膠球及各類橡膠助劑顆粒、彈性體顆粒。

尺寸兼容：適配粒徑0.2~25 mm（或0.5~25 mm，視儀器型號而定）的顆粒。

效率表現：單粒檢測耗時短，數據重復性良好，可滿足批量化快速檢測需求。

5.3 關鍵質控要點

環境管控：建議在溫度10~30℃、相對濕度≤70%的實驗環境下操作。

表面清潔：測試前須確保橡膠球表面潔凈無油污，以免影響受壓狀態和數據準確性。

取樣代表性：嚴格遵循隨機取樣原則，保證檢測結果能夠真實反映批次產品的整體質量水平。

規范操作與維護：測試前后及時清理托盤碎屑及殘余物，保持儀器潔凈干燥；定期使用標準砝碼對力值進行校驗，保障長期檢測數據準確可靠。

6 結論

本方案依據GB/T 44750-2024《顆粒 抗壓強度的測量》及GB/T 14853.6-2013《橡膠用造粒炭黑 第6部分：單個顆粒破碎強度的測定》等標準，利用顆粒強度測定儀的塑性顆粒專用檢測模式，建立了一套規范化的橡膠球顆粒抗壓強度檢測流程。

該方法充分貼合橡膠球受壓形變的物理特征，通過專用測試模式精準采集壓縮全過程中的最大壓力值，數據客觀、可靠。整套方案操作門檻低、智能程度高，能夠準確反映橡膠球在儲運及服役過程中的抗壓能力與形變特性，適用于橡膠制品生產企業的產線中控與成品放行、加工企業的來料檢驗以及科研機構的材料性能評價等多元場景。

7 參考文獻

[1]       GB/T 44750-2024 顆粒 抗壓強度的測量[S].

[2]       GB/T 14853.6-2013 橡膠用造粒炭黑 第 6 部分：單個顆粒破碎強度的測定[S].

[3] GB/T 41948 顆粒表征 樣品準備[S].