GBT 39693.3-2021硫化橡胶或热塑性橡胶 硬度的测定 第3部分：用超低橡胶硬度（VLRH）标尺 测定定试验力硬度专题研究报告

GB/T39693.3-2021硫化橡胶或热塑性橡胶硬度的测定第3部分：用超低橡胶硬度（VLRH）标尺测定定试验力硬度专题研究报告目录020406080103050709从原理到公式:VLRH硬度值如何精准计算?专家解读标准核心技术逻辑环境因素是隐形干扰?温湿度控制与试验条件的标准化执行方案数据靠谱才有用!试验结果处理

、修约与不确定度评估的权威方法从实验室到生产线:VLRH标准在多行业的落地案例与质量管控价值超软橡胶测试困局终破?VLRH标准诞生背景与2025行业适配性深度剖析仪器选错全白搭!2025智能化趋势下VLRH测试设备选型与校准实战指南试样制备藏玄机?标准要求与高精准测试的样品处理专家技巧一步错步步错?VLRH全流程试验步骤与关键操作细节的专家拆解新旧方法大PK:VLRH与IRHD-L的核心差异及2025应用场景精准匹配未来已来?材料创新下VLRH标准修订方向与智能化测试体系构建展望、超软橡胶测试困局终破？VLRH标准诞生背景与2025行业适配性深度剖析标准出台前的行业痛点：超软橡胶硬度测试为何"测不准、难统一"？1传统硬度测试方法如IRHD-L对35IRHD以下的超软橡胶适配性差，存在测试数据波动大、解析力不足等问题。此前国内无专属标准，外企多参照ISO规范，而国内企业因方法缺失，在新能源汽车密封件、航天硅胶等领域的研发与质控受阻。例如医药行业曾因无法精准测试培养基硬度，难以实现质量统一管控，这些痛点催生了本标准的制定。2（二）标准溯源与采标逻辑：为何等同采用ISO27588:2012？1VLRH方法源于德国，先形成DIN标准，后纳入ISO体系，Kraiburg、Bayer等企业早期应用此方法加速了相关领域研发。我国等同采用ISO27588:2012制定GB/T39693.3-2021，一方面是因该国际标准已获全球认可，可降低国际贸易技术壁垒；另一方面是其技术体系成熟，能快速填补国内超软橡胶测试的标准空白，缩短与国际先进水平的差距。2（三）2025行业趋势适配：标准如何支撑橡胶材料高性能化发展？1未来橡胶行业向高性能、轻量化、环保化转型，软硅胶、生物胶等新型材料不断涌现。本标准覆盖的测试范围不仅包括超软橡胶，还延伸至软硅胶、明胶等弹性体，适配航天、医疗、半导体等高端领域需求。2025年新能源汽车、生物医药产业的扩张，将使VLRH测试成为材料研发与质控的核心环节，标准为行业发展提供了统一技术依据。2、从原理到公式：VLRH硬度值如何精准计算？专家解读标准核心技术逻辑压入深度差原理：VLRH测试的物理本质是什么？VLRH测试基于恒定载荷下的压入硬度原理，核心是测量钢球在小接触力与大压入力作用下的压入深度差。超软橡胶形变特性特殊，传统方法易因压力不当导致测试失效，而VLRH通过分级施力，使钢球压入深度与材料硬度形成稳定关联，该深度差能真实反映材料的杨氏模量特性，为硬度量化提供物理基础。（二）核心公式解密：VLRH=100−0.1D的应用前提与计算细节标准明确硬度值通过VLRH=100−0.1D计算，其中D为压入深度差（单位µm），该线性关系是经大量试验验证的经验公式。应用前需确保D的测量精准度≤0.001mm，且压球直径、施力大小等符合标准要求。例如当D为50µm时，VLRH值为95；D为200µm时，VLRH值为80，计算时需保留一位小数以保证精度。（三）与传统方法的原理差异：为何VLRH更适用于超软材料？IRHD-L等传统方法对超软材料施力控制精度不足，易导致压入过度或不足，使深度测量失真。VLRH则精准规定接触力8.3±0.5mN、压力脚作用力235±30mN，通过小初始接触力确保钢球平稳接触，大压入力形成稳定形变，避免超软材料因受力不均产生的测试误差，其原理设计更契合超软弹性体的力学特性。12、仪器选错全白搭！2025智能化趋势下VLRH测试设备选型与校准实战指南标准强制要求：VLRH测试仪器的核心技术参数有哪些？1仪器需满足多项关键参数：压球直径2.50±0.01mm（材质为硬质钢），压入深度测量精度≤0.001mm，接触力8.3±0.5mN，压力脚作用力235±30mN，示值误差不超过±0.5VLRH。此外，仪器需具备稳定的施力系统和数据显示功能，确保压入过程匀速、力值稳定，避免机械波动影响测试结果。2（二）校准不可忽视：附录B规范下的定期校准流程与失效案例01标准要求按附录B定期校准，压球直径每年校准一次，接触力每次使用前验证。某实验室测试印刷胶辊时，VLRH值波动超5%，经排查发现压球磨损至2.53mm，超出允差范围，更换标准压球后数据恢复正常。校准需使用计量合格的标准块，记录校准时间、人员及结果，建立仪器校准档案。02（三）2025智能化选型：自动校准与数据联网的设备发展方向01未来VLRH测试设备将向自动校准、数据自动采集、远程监控演进。企业选型应优先考虑具备自动力值校准、压入深度自动记录的设备，其可减少人为操作误差。同时，支持与企业质量管理系统对接的设备将成为主流，能实现测试数据实时上传与追溯，适配2025年橡胶行业智能化质控的发展需求。02、试样制备藏玄机？标准要求与高精准测试的样品处理专家技巧试样基本要求：尺寸、厚度与数量的刚性规定标准明确试样厚度不小于6mm，若单试样厚度不足，可将相同材质、同批次的试样叠加，但叠加层数不超过3层，且叠加面需紧密贴合无间隙。试样直径或边长不小于15mm，平面度误差≤0.05mm/10mm。每组试样数量不少于3个，以保证测试结果的代表性，避免个体差异导致的数据偏差。12（二）取样位置有讲究：避开缺陷与边缘的科学取样方法1取样需从制品或半成品的均匀部位截取，避开边缘、毛刺、气泡、杂质等缺陷，距离制品边缘不小于5mm。对于片状材料，采用对角线取样法；对于管状材料，沿圆周均匀取3个样。取样时使用专用刀具切割，切割速度均匀，避免试样产生拉伸或压缩形变，确保试样表面平整、无刀痕。2（三）预处理关键步骤：试样状态稳定的环境平衡要求试样制备后需在标准试验环境（温度23℃±2℃,相对湿度50%±10%）下放置至少24h，使试样温度与环境温度一致。对于从低温或高温环境运输来的试样，需延长平衡时间至48h。预处理可消除试样内应力，避免温度差异导致的硬度波动，确保测试时试样处于稳定的物理状态。、环境因素是隐形干扰？温湿度控制与试验条件的标准化执行方案核心环境参数：温度23℃±2℃的科学依据与控制方法橡胶属于热敏感材料，温度每变化1℃,硬度值可能波动0.3-0.5VLRH。23℃是橡胶材料的标准测试温度，此温度下材料处于稳定的力学状态，能真实反映其使用性能。实验室需配备恒温空调，将温度控制在23℃±2℃,试验区域避免阳光直射、空调直吹，使用高精度温度计实时监测温度。（二）湿度影响解析：50%±10%相对湿度的控制必要性相对湿度过高会使橡胶吸潮，导致表面软化，VLRH值偏低；湿度过低则可能使橡胶表面干燥收缩，硬度值偏高。标准规定50%±10%的相对湿度，可减少水分对试样的影响。实验室需配备除湿加湿一体机，在高湿环境开启除湿功能，低湿环境开启加湿功能，使用湿度计每小时记录一次湿度数据。（三）特殊环境应对：高温高湿地区的试验条件优化方案高温高湿地区实验室需采取双重控温控湿措施，在试验室内设置独立的恒温恒湿箱，将试样放置其中进行预处理和测试。同时，仪器需远离门窗等温度波动大的区域，定期检查密封性能，防止外界湿热空气进入。可在实验室墙壁加装保温层，减少环境温度对室内小环境的影响，确保试验条件达标。、一步错步步错？VLRH全流程试验步骤与关键操作细节的专家拆解试验前准备：仪器检查与试样放置的规范操作试验前先检查仪器压球是否清洁无损伤，验证接触力与压力脚作用力是否达标。将预处理后的试样平稳放置在仪器工作台上，确保试样表面与压球轴线垂直，压力脚完全覆盖试样表面，避免试样悬空。调整仪器高度，使压球与试样表面轻轻接触，此时仪器显示初始压入深度为零。12（二）核心试验过程：施力顺序与读数时机的精准把控首先施加8.3±0.5mN的接触力，保持5s后记录初始压入深度D1；随后匀速施加压入力至规定值，保持10s后记录最终压入深度D2，深度差D=D2-D1。按公式计算VLRH值，读数时视线与仪器显示面板垂直，避免视差导致的读数误差。施力过程需平稳，速度控制在0.5-1N/s，防止冲击载荷破坏试样。12（三）试验后处理：试样状态记录与仪器维护的必要步骤01试验结束后，先卸载压入力，再移开试样，记录试样是否出现永久形变、表面损伤等情况。清洁压球与压力脚，去除残留的橡胶碎屑，关闭仪器电源前进行力值归零操作。将试样按批次编号保存，留存至少7天，以备后续复检。同时，记录试验日期、环境参数及仪器编号，完善试验原始记录。02、数据靠谱才有用！试验结果处理、修约与不确定度评估的权威方法结果计算：算术平均值与离散性判断的标准流程01对每组3个及以上试样的VLRH值取算术平均值作为最终结果，计算时保留一位小数。若单个试样结果与平均值偏差超过2VLRH，需重新测试该试样；若偏差仍超标，应检查试样制备或试验过程是否存在问题。例如3个试样测试值为85.2、86.0、85.5VLRH，平均值为85.6VLRH。02（二）数值修约：遵循"四舍六入五考虑"的精度控制要求1结果修约需符合GB/T8170的规定，保留一位小数。当修约位数后一位数字小于5时舍去，大于6时进1；等于5时，若前一位为偶数则舍去，为奇数则进1。例如85.64VLRH修约为85.6VLRH，85.65VLRH修约为85.6VLRH，85.75VLRH修约为85.8VLRH，确保修约后的数据精准且统一。2（三）不确定度评估：仪器、操作与环境的综合影响分析不确定度主要来源包括仪器示值误差(±0.5VLRH）、试样制备差异(±0.3VLRH）、操作误差(±0.2VLRH）及环境波动(±0.1VLRH）。采用方和根法计算合成不确定度，扩展不确定度（k=2）通常不超过1.2VLRH。评估需形成书面报告，明确各不确定度分量及计算过程，为数据可靠性提供依据。、新旧方法大PK：VLRH与IRHD-L的核心差异及2025应用场景精准匹配关键指标对比：测量范围、分辨率与精度的本质区别VLRH的测量范围为0-100VLRH，涵盖0-35IRHD的超软材料，分辨率达0.5VLRH，精度±0.5VLRH；IRHD-L测量范围仅10-35IRHD，分辨率1IRHD，精度±1IRHD。对于VLRH值低于10的极软橡胶，IRHD-L无法准确测量，而VLRH仍能保持稳定的测试精度，这是两者最核心的差异。（二）适用材料划分：从普通软橡胶到特种弹性体的覆盖差异1IRHD-L适用于硬度10-35IRHD的普通软橡胶，如普通密封圈、减震垫；VLRH则适用于超软橡胶、软硅胶、明胶、凝胶、生物胶等，涵盖航天用硅胶、医药用培养基、半导体封装胶等特种材料。随着2025年特种弹性体应用扩大，VLRH的适用场景将远多于IRHD-L，成为高端材料测试的主流方法。2（三）场景匹配指南：基于产品特性的方法选择策略1国内普通软橡胶制品（10-35IRHD）可选用IRHD-L或VLRH；超软制品（＜10IRHD）如婴儿奶嘴、医用导管必须采用VLRH。出口产品若客户要求ISO标准，优先选用VLRH；航天、医疗等高端领域，无论硬度范围，均推荐VLRH以保证测试精度。2025年新能源汽车超软密封件测试，VLRH将成为强制采用方法。2、从实验室到生产线：VLRH标准在多行业的落地案例与质量管控价值汽车行业：新能源汽车超软密封件的硬度质控应用01某新能源车企生产电池包密封胶条，其硬度要求为20-25VLRH，采用VLRH测试后，将密封胶条硬度波动控制在±1VLRH内，解决了此前因硬度不均导致的密封渗漏问题。生产线设置在线VLRH测试工位，每批次抽样5个试样，测试数据实时反馈至配方调整系统，使产品合格率从92%提升至98%。02（二）医疗领域：医用凝胶与硅胶制品的安全性测试保障01医用导尿管硅胶硬度直接影响使用舒适度与安全性，某医疗企业采用VLRH测试控制产品硬度在15-18VLRH。标准的应用使产品硬度一致性显著提升，临床投诉率下降60%。同时，VLRH测试数据为产品注册提供了合规的硬度指标依据，助力产品顺利通过FDA认证，进入国际市场。02（三）航天工业：特种硅胶材料的研发与生产测试支撑航天领域某新型密封硅胶硬度仅5-8VLRH，传统方法无法准确测试。应用VLRH标准后，研发团队精准追踪