каучук. Исследование технологических свойств

• Название: Исследование технологических свойств
• Анкор: каучук
• Дата: 14.04.2022
• Размер: 0.54 Mb.
• Имя файла: каучук.docx
• Тип: Исследование; #473822
• страница: 2 из 5

Метод определения усадки резиновых смесей

Разогревают резиновую смесь на вальцах в течение 5-6 минут, срезают в виде листа толщиной 1-2 мм. Во время снятия резинового листа на его поверхность, с нижней стороны зазора вальцов, шаблоном наносится окружность диаметром 50 мм. В результате усадки резиновой смеси окружность (рис. А) становится эллипсом (рис. Б) с малой остью d2. Полная усадка резиновых смесей завершается не ранее, чем через 2 часа после снятия резинового листа с вальцов.



Рассчитывается по формуле:

d = (d0 – d1)/d0 •100%

где d0 –диаметр шаблона, мм; d1 – малая ось эллипса, мм.

• 
  Метод определения пластоэластических свойств на пластометре (ГОСТ 415-75)
  

Метод определения на пластометре резиновых смесей и каучуков пластоэластических свойств по показателям: пластичности, мягкости, "восстанавливаемости", эластического восстановления и относительного эластического восстановления.

Данный метод заключается в сжатии образца между двумя плоскопараллельными плитами под воздействием нагрузки при заданной температуре. Высоту образца измеряют до испытания, после нагружения, после снятия нагрузки и «отдыха».

1) Образцы изготавливают из пластин каучука или резиновой смеси, не имеющей пор, видимых невооруженным глазом.

2) Они должны иметь форму цилиндра диаметром 16 ± 0,5 мм и

высотой 10± 0,5мм.

Диаметр образца определяется диаметром режущего инструмента.

3) Образцы изготавливают на вырезном приспособлении при вращении ножа, смачиваемого водой или мыльным раствором с последующим подрезанием образцов с торцов до заданных размеров способом, предотвращающим смятие образца.

5) Для предотвращения слипания образцов допускается пропудривать их тальком.

Методика:

В устройстве устанавливают температуру (70±1) °С. Ставят на нуль индикатор часового типа. После прогрева в термостате в течении 3 мин, образец размещают по центру нижней плиты прибора и производят сжатие между плитами под воздействием нагрузки. По окончании 3 мин воздействия нагрузки на образец, измеряют его высоту по индикатору. Освобождают образец от воздействия нагрузки, извлекают его из устройства, потом образец помещают на ровную плоскость и дают ему "отдыхать" в течение 3 мин. После "отдыха" измеряют высоту образца толщиномером. Образцов должно быть минимум два.

Обработка полученных результатов:

Пластичность(Р)




Мягкость(S)




«Восстанавливаемость»R




Эластическое восстановление (R’) вмм




Относительное эластическое восстановление(R’’)

.

где h₀ - первоначальная высота образца, мм; h₁ - высота образца под нагрузкой; h₂ - высота образца после снятия нагрузки и отдыха,мм.

• 
  Метод определение вулканизационных характеристик на вулкаметре (ГОСТ 12535-84)
  

Образцы для испытаний:

Образцы для тестирования могут быть какой угодно формы, главное, чтоб они полностью заполнили испытательную камеру, объёмом от 8,0 до 8,5 см2, что соответствует массе около 10 г. Образцы получают прессованием при температуре не выше 50 0С или вырубают при помощи круглого ножа.

Методика:

Ротор вставляют в отверстие нижней полуформы. По инструкции, прилагаемой к прибору, проверяют точность установки и соединяют полуформы. Выставляют амплитуду колебаний ротора 10. Выставляют заданную температуру, производят нагрев камеры. Выставляют диапазон измерения крутящего момента в зависимости от ожидаемого значения max крутящего момента. Выставляют скорость движения пера самопишущего прибора по шкале времени в зависимости от ожидаемого значения оптимального времени вулканизации.

Полуформы разъединяют после получения необходимого значения температуры, включают привод ротора, устанавливают образец на колеблющийся ротор и соединяют полуформы. Время выполнения должно быть не больше 15 с. Одновременно с соединением полуформ включают самопишущее устройство, на диаграмме которого записывается кривая кинетики вулканизации. Время запуска самопишущего устройства принимают за начало отсчета времени вулканизации. По истечении времени испытания полуформы разъединяют и достают образец.

Обработка полученных результатов:

Минимальный крутящий момент M_L и максимальный крутящий момент Мн (M_HF, М_HR), Н*м , определяют по вулканизационной кривой.

Время начала вулканизации определяют по шкале времени от начала записи кривой до момента времени, соответствующего увеличению M_L на 0,1 Н*м при амплитуде колебаний ротора 1⁰ и на 0,2 Н*м — при амплитудах 3⁰ и 5⁰.

Разность максимального и минимального крутящих моментов (М), Н*М, вычисляют по формуле: M=M_H (HF; HR) - M_L

Время достижения заданной степени вулканизации:

ML +(y/100) * M.

Оптимальное время вулканизации определяют,по шкале времени от начала записи вулканизационной кривой до момента времени, соответствующего значению кроящего момента ML+0,9M.

Показатель скорости вулканизации:

Rv=100/t_c(90)-t_s , где t_c(90) - оптимальное время вулканизации, мин; t_s - время, начала вулканизации, мин.

2.2.2. Методы определения физико-механических свойстврезины

• 
  Метод определения упругопрочностных свойств при растяжении (ГОСТ 270-75)
  

Суть метода заключается в растяжении образцов с постоянной скоростью до разрыва и измерении силы при заданных удлинениях и в момент разрыва и удлинения образца в момент разрыва.

Образцы для испытаний:

Форму двусторонней лопатки или кольцадолжны иметь образцы для испытания. вырубают из вулканизованных пластин толщиной (1,0±0,2) мм или (2,0±0,2) мм ножами. Число образцов должно быть не менее пяти. Метки в виде параллельных линий наносят на узкую часть образца симметрично относительно центра, штампом с шириной кромок не более 0,5 мм. для измерения удлинения. Состав краски для нанесения меток не должен вызывать изменений свойств резин, влияющих на результаты испытаний.

Толщину образцов лопаток измеряют на узкой части, толщиномером по ГОСТ 11358 с нормированным измерительным усилием, ценой деления шкалы 0,01 мм и диаметром измерительной площадки не более 16 мм. За результат измерения принимают среднее арифметическое всех измерений. За ширину образца лопатки принимают расстояние между режущими кромками ножа в его узком участке.

Методика:

По установочным меткам закрепляют образец в форме лопатки в захватах машины так, чтоб ось образца совпадала с направлением растяжения. После проверки нулевых установок приборов, измеряющих силу и удлинение, приводят в действие механизм растяжения. В ходе непрерывного растяжения образца фиксируют силу, соответствующую заданным удлинениям. В момент разрыва образца фиксируют силу и расстояние между метками. При установке образцов в зажиме необходимо следить за тем, чтоб наплыв плотно прилегал к поворотной пластинке зажима. Проводят испытания при температуре (23±2) 0С и скорости движения активного захвата (500±50) мм/мин. Результаты испытаний не учитываютсяпри разрыве образца за пределами узкой части.

Показатели рассчитываются по следующим формулам:

Условная прочность при растяжении, МПа: f_p=Р_р/S₀

где P_р – сила, вызывающая разрыв образца, кгс; S₀ – начальная площадь образца, см²;

Относительное удлинение при разрыве,%: Ԑ_р = (l_p –l₀)/l₀·100%

где l_p – расстояние между метками в момент разрыва образца, мм; l₀ – расстояние между метками образца до испытания, мм;

Условное напряжение при заданном удлинении (200, 300 и 500%),Мпа

f_ε = P_ε/S₀

где P_ε – сила при заданном удлинении, кгс; S₀ – начальная площадь образца, см².

Остаточное удлинение, %: ε_ост = (l_p1 – l₀)/l₀·100%

В качестве дополнения, следующие показатели могут быть рассчитаны по следующим формулам:

Истинное напряжение,МПа: σ_ε = f_ε·(ε/100 + 1)

где ε – относительное удлинение образца, соответствующее f_ε, %;

Истинная прочность,МПа: σ_р = f_p·(ε_р/100 + 1)

где ε_р – относительное удлинение образца при разрыве, %;

• 
  Определение сопротивления раздиру (дугообразные) (ГОСТ 262-93)
  

Сущность метода заключается в измерении силы, необходимой для полного раздира указанного образца при разрастании уже имеющегося в образце надреза. Сила, необходимая для раздира, прикладывается при помощи разрывной машины, работающей без остановок при постоянной скорости движения траверсы до разрушения образца.

Образцы для испытаний:

С помощью штанцевого ножа, имеющего дугообразную форму, образец вырубают из листа. Образец следует, вырубать таким образом, чтобы сопротивление раздиру можно было определять по двум направлениям, находящимся под прямым углом друг относительно друга. Должны быть указаны направления, по которым заготавливают образцы,чтобы можно было оценить влияние анизотропии. Толщину образца рекомендуется брать равной (2,0±0,2) мм и замерять в области проведения испытаний в соответствии с ГОСТ 269. На глубину (0,50±0,08) следует прорезать образец.

Методика:

В испытательную машину помещается образец. Прикладывается постоянно нарастающая сила при скорости движения захвата (500±50) мм/мин до разрыва образца. Записывается значение максимальной силы. Расстояние между захватами для серповидных образцов рекомендуется устанавливать не менее 70 мм, для дугообразных — не менее 15мм.

Обработка полученных результатов:

Сопротивление раздиру T_s в килоньютонах на метр толщины вычисляют по формуле: T_s = F/d,

где F — максимальная сила в ньютонах, Н; d — толщина образца, мм.

2.2.3. Методы определения эксплуатационных свойстврезины

• 
  Метод определения эластичности по отскоку на приборе типа Шоба (ГОСТ 27110-86)
  

Сущность метода заключается в измерении величины отскока бойка маятника, падающего с определенной высоты на образец.

Образцы для испытаний:

Образцы должны иметь форму шайб диаметром не менее 29 мм или форму квадрата, сторона которого должна быть не менее 29 мм. Толщина образцов - (12,5±0,5) мм или (6,00±0,25) мм. 12,5 мм предпочтительная толщина образца. Результаты испытаний, полученные на образцах различной толщины, несопоставимы.

Поверхность образцов должна быть ровной, гладкой, без впадин, пузырьков, складок,загрязнений и посторонних включений. Поверхности образцов должны быть параллельными. Разность между толщинами, измеренными на одном образце не менее чем в трех точках, не должна превышать 0,2 мм. Не менее чем на двух образцахдолжно проводиться испытание.

Методика

Образец закрепляют так, чтобы он полностью прикасался к площадке и чтобы точки удара были на расстоянии не менее 10 мм от краев образца. Не допускается перемещение образца по площадке во время испытания.

Освобождают маятник и производят удар по образцу. Не давая маятнику совершать затухающие колебания и при этом повторно ударять по образцу, маятник после каждого удара поднимают в исходное положение.

В одной точкепроизводятся три ударапо образцу (механическая стабилизация) и снимаются показания прибора после четвертого, пятого и шестого удара.

Обработка полученных результатов:

Для каждого из двух образцов выбирают среднее значение из трех измерений (медиану). Среднее арифметическое двух выбранных значенийпринимается за результат испытания.

Эластичность по отскоку — отношение возвращенной энергии к энергии, затраченной на деформацию образца при ударе, выраженное в процентах. Эластичность (R) вычисляют в процентах по формуле:



где h — высота отскока бойка маятника после удара, мм; R— высота подъема бойка маятника в исходном положении, мм.

• 
  Метод определения твердости резин по Шору А(ГОСТ 263-
  

75)

Сущность метода заключается в измерении сопротивления резины погружению в нее индентора.

Образцы для испытаний:

Пластинка или шайба с параллельными плоскостямипредставляет собой образец для испытания. При измерении расстояние между точками измерений должно быть не менее 5 мм, а расстояние от любой точки измерения до края образца не менее 13 мм. Не менее 6 мм должна быть толщина образца. Поверхность образца должна быть гладкой, без шероховатостей,впадин, пор,надрывов,трещин, царапин, пузырей,других дефектов и посторонних включений , видимых невооруженным глазом.

Методика:

Температура испытания должна быть равна (23±2)°С. Измеряют толщину образца, округляя результат до целого числа.

Испытуемый образец помещают на гладкую горизонтальную поверхность. Твердомер устанавливают на образец без толчков и ударов в перпендикулярном положении так, чтобы опорная поверхность площадки соприкасалась с образцом. Для образцов, у которых наблюдается дальнейшее отчетливое погружение индептора, показатель отсчитывают по истечении (15 ± 1) с. Не менее чем в трех точках в разных местах образцаизмеряют твердость.

Среднее арифметическое значение всех измерений, округленное до целого числапринимаем за результат испытания. Допускаемое отклонение каждого измерения не должно превышать ± 3 единицы.

• 
  Методы определения усталостной выносливости при многократном растяжении (ГОСТ 261-79)
  

Сущность методов: многократное растяжение образцов до разрушения при знакопостоянном цикле нагружения, измерение при испытании фактических значений статистических и циклических деформаций и определение числа циклов до разрушения образцов.

Образцы для испытаний:

Для испытания применяют образцы типов I - VI в форме двусторонней лопатки.По ГОСТ 270-75 происходит подготовка к испытанию и отбор образцов. Предпочтительнее образцы типа I, толщиной (2,0 ± 0,2) мм. Количество образцов для испытания - не менее 13.

Методика:

При температуре помещения 23±2 ̊С или 27±2 ̊С проводятся испытания. Устанавливают заданную частоту возвратно-поступательного движения активного захвата.

В соответствии с заданной динамической деформацией образцов устанавливают размах активного захвата машины. Для этого длину рабочего участка образца в растянутом состоянии (l₁) в мм вычисляют по формуле:

l ^{д д} l,

^l 100

где ε_д – динамическая деформация образца, %; l – длина рабочего участка нерастянутого образца, мм.

Вычисленное значение l округляют до ближайшего целого числа. При помощи образца устанавливается размах, который далее испытанию не подлежит. Линейкой с погрешностью не более 1,0 мм.измеряют длину рабочего участка растянутого образца.

В захваты закрепляют образцы по установочным меткам.

Включают машину и проводят испытания до разрушения образца на две части. В процессе испытания фиксируют число и время циклов от начала испытания до разрушения отдельно каждого образца.

Обработка полученных результатов:

Показателем усталостной выносливости при многократном растяжении является число циклов до разрушения образца (N), которое определяется по показанию счетчика или при отсутствии счетчика вычисляют по формуле:

N t,,

где ν – частота колебаний подвижного захвата машины, циклы в минуту; t – время испытания, мин.

За результат испытания принимают среднее арифметическое показателей не менее 12 образцов и указывают максимальное и минимальное значения.

2.2.4. Метод определения влияния ультрафиолетового излучения

Сущность метода заключается в воздействии источника УФ-излучения при заданном времени и длины волны. В сравнении показателей образцов, не подвергаемых и подвергаемых ультрафиолетовому излучению.

УФ-излучение является агрессивным фактором, вызывающим старение полимеров, меняет эксплуатационные свойства резиновой смеси.

Применяемый источник излучения: Vilber Lourmat VL-6.LC , France.

Образцы для испытаний:

Мы используем несколько видов образцов. В зависимости от выбранных показателей для сравнения.

Применяем для испытания образцы по ГОСТ 270-75, ГОСТ 262-93, ГОСТ 27110-86, ГОСТ 263-75. Образцов должно быть не менее трех пар.

Методика:

Так как Уф-излучение диапазона 290-400 нм доходит до поверхности Земли и влияет на все живое и не живое на планете, выбираем волну — 365 нм и помещаем образцы в источник УФ-излучения. Расстояние от источника до образца — 15 см. Выдерживаем определенное время. Меняя время облучение для каждой пары образцов. Время воздействия ультрафиолета выбираем в зависимости от состава резиновой смеси, из которой приготовлены образцы. После облучения испытываем образцы по ГОСТ 270-75, ГОСТ 262-93, ГОСТ 27110-86, ГОСТ 263-75.

Обработка полученных результатов:

Полученные данные по ГОСТ 270-75, ГОСТ 262-93, ГОСТ 27110-86, ГОСТ 263-75 сравниваем и делаем вывод о влиянии ультрафиолетового излучения на свойства резиновой смеси.