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压缩回弹性检测

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发布时间：2025-07-25 08:49:03 更新时间：2025-07-25 00:21:56

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作者：中科光析科学技术研究所检测中心

压缩回弹性检测概述

压缩回弹性是衡量材料（尤其是泡沫塑料、海绵、橡胶、弹性织物、缓冲包装材料等）在承受一定时间的压缩力后，去除外力时恢复其原始形状和尺寸能力的关键性能指标。这项检测对于评估材料的耐久性、能量吸收效率、舒适度、使用寿命以及作为缓冲或密封材料的有效性至关重要。材料优异的压缩回弹性意味着其在反复受力后能迅速且充分地恢复，不易发生永久变形或塌陷，从而保持良好的功能性和可靠性。因此，该检测广泛应用于汽车座椅、家具垫材、运动鞋中底、床垫、包装填充物、密封件、医疗器械、建筑保温材料等诸多领域的产品质量控制和研发优化。

检测项目

压缩回弹性检测的核心项目主要包括：

压缩永久变形率：材料在规定条件（时间、温度、压缩率）下承受恒定压缩应变后，释放应力并在规定时间内恢复后，其厚度不可恢复部分与原始厚度的百分比。这是衡量材料抵抗永久形变能力的最直接指标。
回弹率：材料在规定条件下压缩并释放后，其恢复的高度（或厚度）与压缩前原始高度（或厚度）的百分比。它直接反映材料的即时回弹恢复能力。
压缩应力松弛：材料在恒定应变下，其内部应力随时间衰减的现象。虽然不直接叫“回弹性”，但与之紧密相关，影响长期使用下的性能保持。

根据材料类型和应用需求，可能还会涉及不同压缩率、不同时长、不同温度环境（如高温老化后测试）或循环压缩疲劳后的回弹性测试。

检测仪器

进行压缩回弹性检测通常需要以下核心仪器设备：

万能材料试验机或专用压缩回弹性试验机：配备高精度力传感器和位移传感器，能精确控制压缩速率、位移/应变、保载时间，并记录力-位移曲线。
恒温箱（可选但常用）：用于在特定温度（如高温）下进行压缩加载和/或恢复过程，以测试材料在热环境下的性能。
压缩夹具：包括两块平行、光滑、平整的压板。压板尺寸需足够大，确保试样被均匀压缩且边缘不受约束。通常要求压板能限制试样横向膨胀。
厚度测量仪：用于精确测量试样压缩前后的厚度，通常为机械或电子测厚仪（如百分表、千分表或位移传感器）。
计时器：精确控制压缩保持时间和恢复时间。

检测方法

压缩回弹性检测的标准方法（以压缩永久变形测试为例）通常遵循以下基本步骤：

试样制备：按标准要求裁切规定尺寸和形状（多为圆形或方形）的试样，测量并记录初始厚度(h₀)。
压缩加载：将试样置于下压板上。驱动上压板以规定速率对试样施加压力，直至达到规定的压缩率（通常为25%, 50%或75%）或压缩位移。保持此压缩状态恒定。
恒压/恒应变保持：在规定的温度（如室温、70°C、100°C等）下，保持规定的压缩状态一段时间（如22小时、24小时、70小时等）。
卸载与恢复：在规定时间结束后，以规定速率迅速（通常在30秒内）解除压缩。将试样取出，在标准恢复条件下（通常为23±2°C，50±5%RH）放置规定的时间（如0.5小时、24小时、30分钟等）。
厚度测量：恢复期结束后，立即测量试样的最终厚度(h₁)。测量点通常为试样中心。
结果计算：
- 压缩永久变形率 (Cₐ)： Cₐ = [(h₀ - h₁) / h₀] × 100%
- 回弹率 (R)： R = (h₁ / h₀) × 100%
数值越低（Cₐ）或越高（R），表示材料的回弹性越好。通常取多个试样的平均值作为最终结果。

检测标准

压缩回弹性检测有众多国际和国内标准可供遵循，选择取决于具体的材料和应用领域。以下是一些常用标准示例：

国际标准 (ISO)：
- ISO 1856: 柔性多孔聚合物材料 - 压缩永久变形的测定 (覆盖多种泡沫塑料)
- ISO 3386-1: 软质泡沫聚合物材料 - 压缩应力/应变特性的测定 - 第1部分：低密度材料
美国标准 (ASTM)：
- ASTM D3574: 柔性多孔材料—板、片和成型件—聚氨酯泡沫测试标准 (Test D - 压缩残余变形)
- ASTM D395: 橡胶性能的标准试验方法 - 压缩永久变形
- ASTM D1056: 柔性多孔材料 - 海绵橡胶或多孔塑料规范
中国国家标准 (GB/T)：
- GB/T 6669: 软质泡沫聚合材料压缩永久变形的测定 (等效采用ISO 1856)
- GB/T 10652: 高聚物多孔弹性材料压缩永久变形的测定
- GB/T 7759: 硫化橡胶或热塑性橡胶压缩永久变形的测定 (等效采用ISO 815)
- GB/T 24450: 橡胶或塑料涂覆织物压缩永久变形的测定
其他标准：如日本工业标准 JIS K 6400 (软质聚氨酯泡沫试验方法)，德国标准 DIN 53579 (柔性泡沫材料的试验-压缩永久变形的测定)等。