Сырье и материалы для резиновой промышленности

• Название: Сырье и материалы для резиновой промышленности
• Анкор: SMRP.doc
• Дата: 15.12.2017
• Размер: 0.68 Mb.
• Имя файла: SMRP.doc
• Тип: Документы; #11569
• страница: 3 из 16

1.4. Физико-механические испытания каучуков,

резиновых смесей и резин

Механические свойства любого материала характеризуют его способность деформироваться под влиянием внешних воздействий и сопротивляться разрушению. По механическим свойствам каучуки, резиновые смеси и резины отличаются от упругих тел и жидкостей. За счет отличительных особенностей структуры эластомера эти материалы способны к обратимым деформациям. Обратимые деформации называются высокоэластическими и обусловлены гибкостью макромолекул каучуков. Наряду с обратимыми деформациями в эластомерах развиваются необратимые или остаточные пластические деформации. Они являются следствием взаимного перемещения макромолекул друг относительно друга, т.е. вязкого течения полимера.

Вязкое течение характерно только для исходных каучуков и резиновых смесей, когда между цепями нет прочных межмолекулярных связей. В вулканизованных резинах образуются валентные поперечные связи, свобода относительного перемещения макромолекул исчезает, и они могут лишь сдвигаться друг относительно друга на расстояния, ограниченные длиной поперечной связи. Поэтому при рассмотрении этой группы материалов говорят об определенном соотношении высокоэластических и пластических деформаций. Каучуки и резиновые смеси, в которых преобладают пластические деформации, называют упруговязкими телами, а резины - вязкоупругими.

Особенности структуры любого материала влияют на все параметры деформации. Так, в упругих телах напряжение, возникающее при деформировании, зависит от величины деформации и не зависит от скорости ее приложения, а в жидкостях, наоборот, напряжение не зависит от величины деформации, а зависит от скорости ее приложения. В эластомерах, как промежуточных материалах, напряжение зависит и от величины деформации, и от скорости деформирования. Поэтому во всех видах механических испытаний обязательно оговаривается режим деформирования.

Как и любому полимеру, эластомеру присуща способность релаксировать, т.е. переходить из одного состояния равновесия в другое за счет перестройки молекулярных и надмолекулярных структур. В каучуках имеются макромолекулы с различной молекулярной массой, поэтому протекающие в них релаксационные процессы характеризуются набором времен релаксации. Короткие времена релаксации в пределах 10^-4 - 10^-6с соответствуют временам перемещения звеньев макромолекулы, очень длинные (до10⁹с) - временам перегруппировки надмолекулярных структур в наполненных системах и химической релаксации вулканизатов, связанной с частичным разрушением структуры.

Крайние проявления релаксации - релаксация напряжения при постоянной деформации и релаксация деформации при постоянном напряжении. В реальных условиях любое деформирование сопровождается релаксацией напряжения и деформации, что приводит к ухудшению механических показателей резин. Типичным проявлением этого является ослабление и разнашивание различных уплотнителей и прокладок.

Вследствие релаксации происходит рассеивание части энергии в образце, что приводит к несовпадению кривых нагружения и разгружения и появлению петли гистерезиса. Чем жестче структура, тем выше гистерезисные потери и тем больше влияние релаксации на свойства.

За счет высокой вязкости при деформировании эластомеров часть рассеянной в образце энергии превращается в тепловую энергию, т.е. процесс деформации сопровождается теплообразованием, величина которого также зависит от жесткости структуры. Теплообразование приводит к повышению температуры внутри образца, что инициирует окисление и в конечном итоге деструкцию цепей.

Поскольку основную нагрузку несут молекулярные цепи, любое их разрушение, например при старении под влиянием химических факторов (тепло, свет, кислород, озон и влага воздуха, радиация) или при утомлении под влиянием многократно повторяющихся циклических или ударных деформаций, приводит к ухудшению механических свойств эластомеров и резин на их основе.

Механические свойства резин зависят также от конструкции изделия, которая должна обеспечивать максимально возможное равномерное распределение напряжений по всему изделию и не должна способствовать концентрации напряжения на отдельных элементах. Так, в многослойных резино-резиновых, резинотканевых, резинометаллических изделиях прочностные свойства зависят в первую очередь от прочности связи между слоями, что учитывается в конструкции изделия.

Для того чтобы оценить полный комплекс механических свойств каучуков, резиновых смесей и резин, разработаны стандартные методы испытаний, которые учитывают все особенности механических свойств эластомеров. Поскольку релаксационные процессы очень трудно компенсировать, большинство испытаний проводится на специальных образцах, частично учитывающих релаксацию, гистерезис, теплообразование.

В первую очередь проводятся лабораторные испытания на образцах, специально изготовленных или вырезанных из готовых изделий. Затем проводятся стендовые и в ряде случаев натурные испытания изделий, от качества которых зависит безопасность жизнедеятельности человека. Стендовые и натурные испытания изделий, как правило, длительны.

Лабораторные испытания по назначению могут быть общими, контрольными, специальными.

Общие испытания дают физически обоснованные характеристики материалов. Контрольные необходимы для проверки стандартности качества каучука и других компонентов резиновых смесей. Специальные методы позволяют определить поведение материала в конкретных условиях эксплуатации.

Независимо от назначения механические испытания могут проводиться в статическом и динамическом режимах нагружения. Статический режим характеризуется постоянством скоростей деформирования или относительно малой скоростью их изменения. Динамический режим означает применение ударных, периодических и других переменных внешних воздействий.

1.4.1. Методы испытаний каучуков и резиновых смесей

Свойства каучуков и резиновых смесей, способных к вязкому течению, оцениваются при определении пластичности, вулканизуемости, клейкости.

Определение пластичности. Пластичность как свойство характеризует способность материала к течению под воздействием нагрузки за счет взаимного перемещения макромолекул, а как показатель она характеризуется мягкостью (т.е. легкостью изменения формы под действием нагрузки) и эластическим восстановлением (т.е. стремлением к восстановлению исходной формы за счет природной гибкости цепей).

Пластичность можно определять в различных режимах деформирования:

- при вдавливании в образец наконечника (индентора);

- при сжатии образца между двумя плоскопараллельными пластинами;

- при выдавливании (истечении) образца через калиброванное отверстие;

- при сдвиге образца между двумя параллельными поверхностями, вращающимися с разной скоростью.

Испытания по каждому из методов проводятся при определенной температуре, поскольку с увеличением температуры пластичность возрастает.

Испытания по определению глубины погружения индентора под действием заданной нагрузки, т.е. величины пенетрации, находят применение в основном для олигомерных композиций.

Широко используются сжимающие пластометры, в которых на образец может действовать постоянная или переменная нагрузка. В пластометрах, конструкция которых обеспечивает действие на образец постоянной нагрузки, происходит сжатие цилиндрического образца (диаметр 16 мм, высота 10 мм) нагрузкой в 50 Н в течение 3 мин, а затем его восстановление после снятия нагрузки в течение 3 мин. Пластичность характеризуется отношением величины остаточного сжатия к средней высоте образца за время действия нагрузки и выражается в условных единицах от 0 до 1.

Пластометры, в которых на образец действует переменная сжимающая нагрузка, называются дефометрами. Испытание заключается в подборе нагрузки, под действием которой образец высотой 10 мм и диаметром 10 мм сжимается в течение 30 с до высоты 4 мм. Показатель пластичности в этом случае называется жесткостью по Дефо и измеряется в Н нагрузки.

Недостатком сжимающих пластометров является необходимость изготовления монолитных образцов определенных размеров и формы и неравномерность деформирования цилиндрического образца.

Выдавливающие пластометры (капиллярные вискозиметры) сложны по конструкции и поэтому в стандартных испытаниях не применяются.

Наиболее точные результаты получаются при использовании сдвиговых ротационных вискозиметров или вискозиметров Муни. Они могут иметь различную конструкцию, но работают по одному принципу. В закрытой цилиндрической рабочей камере в одной из стенок основания расположен ротор, вращающийся с заданной скоростью. Образец произвольной формы и определенной массы помещается в камеру, прогревается до заданной температуры испытания и подвергается деформации сдвига при вращении ротора. Слои образца перемещаются со скоростью, уменьшающейся пропорционально расстоянию от ротора. При этом в материале создается момент вязкого сопротивления сдвигу, пропорциональный вязкости материала. Этот момент через вал ротора передается в систему силоизмерения, и самописец выписывает кривую изменения вязкости во времени. Шкала прибора градуирована в условных единицах вязкости по Муни от 0 до 100.

Наиболее часто проводят испытания при 100ºС, реже – при 110-120ºС. Типичное испытание проводят следующим образом.

Рис. 1. Типичная кривая изменения вязкости каучука (резиновой смеси) в процессе испытания на вискозиметре Муни

Образец помещают в форму, прогревают в течение 1 мин, включают ротор, который вращается 4 мин. Полученную кривую изменения вязкости (рис.1) обрабатывают, определяя значение начальной вязкости по Муни - МL_макс и вязкость по Муни через заданное время испытания - МL. Записывают результат:

МL40(1+4)100 ºС,

где 40 – величина вязкости в единицах по Муни; L – большой ротор (S – малый ротор); 1- время прогрева образца, мин; 4 – время вращения ротора, мин, 100 – температура испытания, ºС.

Кроме вязкости можно определять перепад вязкости через заданное время вращения ротора по сравнению с исходной вязкостью, эластическое восстановление как угол обратного поворота ротора через 10 мин после завершения испытания.

Определение вулканизуемости резиновых смесей. Для оценки вулканизуемости используют чаще всего методы, позволяющие оценить изменение вязкости резиновой смеси в процессе вулканизации, поскольку этот показатель максимально изменяется за счет сшивания цепей. Вулканизация протекает постепенно, и первая ее стадия называется стадией преждевременной вулканизации, стадией подвулканизации или индукционным периодом. На этой стадии смесь еще пластична, поэтому склонность резиновых смесей к подвулканизации можно определить и на вискозиметрах Муни.

Рис. 2. Типичная кривая изменения вязкости в процессе испытания на определение склонности резиновой смеси к подвулканизации на вискози-метре Муни 1 - Мmin; 2 - М5; 3 - М35

Испытание проводится при 120ºС, а кривую изменения вязкости (рис. 2) обрабатывают следующим образом: определяют минимальную вязкость М_min, затем находят значение вязкости

М₅ = М_min + 5ед

и соответствующее этой вязкости время t₅. Время t₅, , в течение которого вязкость увеличивается на 5 ед. от минимальной, называется временем начала подвулканизации и характеризует устойчивость резиновой смеси к подвулканизации.

Затем находят значение вязкости М₃₅

М₃₅ = М₅ + 30 ед. = М_min + 35 ед.

и время t₃₅, в течение которого вязкость от минимальной увеличивается на 35 ед. Этот момент считается завершением первой стадии вулканизации.

Разность найденных временных показателей является дельта-показателем скорости подвулканизации: Δ t = t₃₅ – t₅.

Оценить поведение смесей на дальнейших стадиях на вискозиметрах Муни невозможно из-за малых напряжений сдвига. Испытания проводят на вибрационных реометрах, в частности на реометрах, разработанных фирмой Монсанто, которые позволяют проводить испытания при температурах от 130 до 180ºС в течение 10 – 360 мин и при нескольких сдвиговых режимах.

Реометрическая кривая (реограмма) отражает полный процесс вулканизации при заданной температуре и позволяет определить наиболее важные его характеристики: сопротивление подвулканизации, оптимальное время вулканизации, сопротивление перевулканизации. Анализ реограммы дан в разделе «Кинетический анализ вулканизации».

Определение клейкости. Клейкость – это способность к соединению приведенных в контакт поверхностей. Поэтому величина клейкости обычно оценивается нагрузкой, которая необходима для полного разъединения образцов или образования определенной поверхности раздела. Также оценивают характер разрушения граничного слоя (стыка разнородных материалов). Для разъединения образцов используют деформации отрыва, отслоения или сдвига. Конструкция приборов для испытаний на клейкость обычно обеспечивает и соединение (дублирование), и разъединение образцов.

1.4.2. Методы испытаний резин

Эта группа испытаний очень широка и включает определение деформационно-прочностных, упруго-гистерезисных, упруго-релаксационных свойств в условиях статического и динамического режимов нагружения, сопротивления истиранию, сопротивления действию повышенных и пониженных температур, агрессивных сред, старению.

1.4.2.1.Определение свойств резин при статическом

нагружении

Статический режим нагружения означает, что деформирование эластомерных композиций проводится при постоянной или очень мало изменяющейся скорости. К статическим относятся испытания на растяжение, сжатие, раздир, твердость, долговременную прочность, релаксацию напряжения и ползучесть.

Определение прочностных свойств резин при растяжении. Испытания проводятся на разрывных машинах, которые позволяют проводить растяжение с заданной скоростью, а система силоизмерения регистрирует нагрузку, растягивающую образец. Система силоизмерения может быть маятниковой, пружинной или электронной. Недостатком маятниковых и пружинных систем является инерционность.

В соответствии со стандартом образцы для испытаний на деформационно-прочностные показатели имеют форму двусторонней лопаточки с широкими участками для закрепления в зажимах разрывной машины и узким рабочим участком длиной 25 мм. Соединительный участок между узкой и широкой частью имеет рассчитанный радиус закругления для равномерного распределения возникающих в образце напряжений.

Образцы вырубаются специальными замкнутыми ножами из резиновой пластины толщиной 1 или 2 мм. Затем на рабочий участок наносятся метки, ограничивающие места закрепления образца в зажимах и рабочий участок. По меткам рабочего участка затем фиксируется изменение его длины при растяжении. Линейки разрывной машины градуированы в % удлинения, а система силоизмерения имеет шкалу в кгс или Н.

Образец растягивается со скоростью 500 мм/мин до разрыва, т.е. до разделения образца на части в рабочем участке. В процессе растяжения отмечают нагрузку, вызывающую определенные удлинения рабочего участка (100, 200 и чаще всего 300 %), относительное удлинение и нагрузку, при которой происходит разрушение образца.

По результатам испытания рассчитывают следующие показатели:

• 
  Относительное удлинение  определяется по линейке разрывной машины, на которой находится шкала значений, рассчитанных по формуле:
  

 = (l₁-l₀)х100 / l₀ , %,

где l₀ - длина рабочего участка недеформированного образца, м;

l₁ - длина рабочего участка в момент растяжения или разрыва, м.

• 
  Условное напряжение при заданном удлинении:
  

f_ = P_l  S_o , Н/м² , МПа,

где P_l - нагрузка, вызывающая заданное удлинение (300%), Н;

S_o - площадь поперечного сечения рабочего участка недеформированного образца, м². S_o = b₀ n₀ , м², где b₀ – ширина, n₀ - толщина рабочего участка, м;

Показатель часто называют модулем при заданном удлинении.

• 
  Условная прочность при разрыве:
  

f = P_P / S_o, Н/м² (МПа),

где P_P – нагрузка при разрыве образца, Н.

• 
  Относительное остаточное удлинение:
  

 = (l₂ – l₀ ) х100 / l₀ , %,

где l₂ – длина рабочего участка по двум сложенным вместе частям разорванного образца через 1 мин после разрыва.

В процессе растяжения поперечное сечение образца постепенно уменьшается вплоть до образования шейки на участке разрыва. Поскольку рассчитать сечение в каждый момент времени невозможно, при определении прочностных показателей нагрузку делят на площадь поперечного сечения недеформированного образца, а показатели называют условными: условное напряжение, условная прочность. В случае необходимости рассчитывают истинные напряжения с учетом степени деформирования образца .

Результаты испытаний на разрывных машинах зависят от размеров образца: чем меньше образец, тем выше определяемая условная прочность.

Определение долговечности. Долговечность – это время, требуемое для разрушения образца под действием постоянного напряжения. Испытания на долговечность проводятся также на разрывных машинах. В этом случае задается растягивающая нагрузка, близкая к реальной нагрузке эксплуатации, и определяется либо время до полного разрушения образца, либо время до появления в нем определенных дефектов. Напряжение, при котором происходит разрушение, называется долговременной прочностью или статической усталостной прочностью.

Определение сопротивления раздиру. Раздиром называется разрушение образца в направлении, перпендикулярном направлению растяжения. Перпендикулярность обеспечивается концентрацией напряжения на рабочем участке образца. Для этого рабочий участок имеет вогнутую форму, а в центральной части наносится порез глубиной, равной половине толщины образца.

Образец закрепляется в зажимах разрывной машины и растягивается до раздирания по месту пореза. Сопротивление раздиру рассчитывается по формуле:

_разд. = Р_разд n₀ , Нм,

где Р_разд – нагрузка, при которой происходит разрушение образца, Н; n₀ - толщина недеформированного образца, м.

Определение твердости. Твердостью называется сопротивление резин вдавливанию наконечников (инденторов) различной формы (шарик, игла). В отличие от металлов твердость резин измеряют во время действия небольшой нагрузки.

Твердость резин выражают двумя способами:

• 
  Глубиной погружения индентора под действием постоянной нагрузки в течение заданного времени. В зависимости от конструкции прибора глубина погружения переводится в единицы твердости, размерные или безразмерные. На точность показаний влияет толщина образца, жесткость подложки и сила трения индентора об резину. В ряде конструкций устанавливается вибратор, компенсирующий силу трения;
  
• 
  Значением деформации пружины, подпирающей индентор при заданной величине сближения выступающего конца наконечника с опорой твердомера. В этом способе фиксируется нагрузка, необходимая для заталкивания индентора в опору твердомера при плотном сближении опоры с поверхностью образца. Наиболее распространены портативные твердомеры типа ТМ-2, Шора А с игольчатым индентором, градуированные в условных единицах твердости от 0 до 100, где 0 – показание прибора в нерабочем состоянии, 100 – показание прибора, установленного на гладкую твердую поверхность. Измеряемые показатели называются твердостью по Шору А.
  

Определение деформационных свойств. Поскольку в резинах соотношение между деформацией и напряжением зависит от времени, деформационные свойства характеризуются временем достижения равновесного состояния. Поэтому при испытаниях определяют упруго-релаксационные свойства, которые характеризуются ползучестью, константой релаксации напряжения, равновесным модулем, модулем эластичности и кольцевым модулем. На разрывных машинах можно оценить гистерезис и релаксацию напряжения, на модульных рамках определяют модули равновесный и эластичности. В заводской практике для экспресс-контроля качества смешения резиновых смесей и степени вулканизации используют метод определения условного показателя - кольцевого модуля. Для каждой смеси установлена определенная степень растяжении резинового кольца под действием заданной нагрузки.

1.4.2.2. Определение свойств резин при динамическом

нагружении

Определение упруго-гистерезисных свойств. При замкнутом процессе нагружение – разгружение (испытуемый образец возвращается к исходному состоянию нагружения) наблюдается несовпадение кривых нагружения и разгружения и образование петли гистерезиса. Площадь петли гистерезиса является мерой рассеянной механической энергии. В приборах для определения упруго-гистерезисных свойств чаще всего реализуется ударная деформация растяжения, а сами свойства оцениваются динамическим модулем, модулем внутреннего трения и эластичностью по отскоку.

Для быстрой оценки внутреннего трения и гистерезисных свойств используется их способность упруго возвращать энергию удара. На практике применяют маятниковые упругометры (эластометры), в которых замеряется угол отскока бойка от резиновой шайбы (маятник Шоба). Эластичность по отскоку - это отношение энергии, возвращенной резиновым образцом бойку после удара - W₂, к общей энергии, затраченной на удар - W_1, которое пропорционально отношению высот (углов) расположения центра тяжести бойка до и после удара:

Э = W₂/W₁ = [(1-cos ₂) / (1- cos ₁)]· 100 %,

где ₁ – угол падения маятника 90 или 60º; ₂ – угол отскока маятника.

Для реальных резин этот показатель равен 40-60%.

Определение усталостно-прочностных свойств. Вследствие высокоэластических свойств резина обладает исключительно высокой способностью накапливать энергию при деформировании. При циклическом (динамическом) нагружении энергия, поглощенная при изменении конформаций молекул, разрушении связей между каучуком и наполнителем, между частицами наполнителя и др., выделяется в виде теплоты, что приводит к повышению температуры образца и снижению прочности материала. Это явление называется динамической усталостью или утомлением. Динамическая выносливость чаще всего оценивается числом циклов нагружения, которое образец выдерживает без разрушения в условиях динамических деформаций растяжения, сжатия, сдвига, изгиба, кручения или при их комплексном воздействии.

Испытания проводятся в разных режимах, которые характеризуются несколькими параметрами: амплитудой деформации, амплитудой напряжения, средними статическими значениями амплитуд, частотой нагружения при синусоидальном характере изменения переменных.

Наиболее распространен режим испытания, в котором задаются постоянными деформации – динамическая и статическая. Режим наиболее прост в конструктивном исполнении: эксцентриковые механизмы позволяют достичь постоянства амплитуды деформации, а предварительное растяжение образцов достигается линейным перемещением зажимов. Так работают машины для испытаний на многократное растяжение.

При испытаниях на многократное сжатие главной трудностью является исключение скольжения образца по рабочим площадкам прибора, что требует усложнения формы образца. При испытаниях на многократный сдвиг также возникают трудности с креплением образцов и созданием деформации, которая не должна быть больше половины высоты образца. В этих испытаниях чаще всего определяют температуру разогрева образца с помощью специальной игольчатой термопары.

В машинах для испытаний на многократный изгиб образцы закрепляются радиально в пазах диска, и при вращении диска каждый образец изгибается дважды за один оборот диска роликами, установленными по обе стороны диска. В машинах для испытаний на многократное кручение один зажим совершает возвратно-вращательное движение. Есть машины, в которых реализуется изгиб с кручением при перемещении одного зажима по дуге.

Во всех видах динамических испытаний процесс продолжается до появления первых трещин или выкрашивания мелких кусочков. Поэтому результатом испытания может быть также скорость разрастания трещин до определенной длины или площади. Момент появления трещины определяют визуально с помощью лупы, осматривая образцы через определенное время или число циклов нагружения. Из-за разброса показателей параллельно испытывают 12-18 образцов.

В отдельную группу выделяются динамические испытания в условиях концентрации напряжений на специально нанесенных повреждениях образцов - проколы, порезы, выемки и зигзагообразные канавки. Они называются испытаниями на сопротивление образованию и разрастанию трещин. Образцы подвергают изгибу и фиксируют скорость разрастания трещин до определенной длины или площади.

При динамических испытаниях за момент разрушения образца чаще всего принимают момент образования первой трещины, реже – момент разделения образца на части.

1.4.2.3. Определение сопротивления резин истиранию

Постепенное разрушение материалов в месте взаимного контакта тел носит название истирания или износа. Испытания на сопротивление резин истиранию проводятся при истирании образца в условиях скольжения или качения с проскальзыва-нием по абразивной (истирающей) поверхности под действием прижимной нагрузки, направленной нормально к поверхности образца. Если V₁ - скорость движения образца, а V₂ - скорость движения абразивной поверхности, то разность V = V₁- V₂ называется скольжением, а относительное скольжение (V₁- V₂)/ V₁ - проскальзыванием.

Сила трения, возникающая при истирании и направленная тангенциально, является функцией скольжения. Поэтому испытания проводятся в режимах, когда задаются два параметра и определяется взаимосвязанный третий:

- задаются прижимная нагрузка и скольжение, определяется сила трения;

- задается сила трения и скольжение, определяется прижимная нагрузка.

- задаются прижимная нагрузка и сила трения, определяется скольжение.

Во всех случаях первоначально определяют потерю объема образца в заданном режиме истирания (V, м³) и относят ее к работе сил трения (А_F, МДж), затраченных на это истирание. Определяют сопротивление истиранию :

 = A_F / V, МДж/м³

или обратную величину - коэффициент истираемости :

 = V/A_F , м³/ МДж.

1.4.2.4. Определение прочности связи между резиной

и резиной, резиной и другими материалами

Большинство изделий являются многослойными резино-резиновыми, резинотканевыми, резинометаллическими. Прочность таких изделий определяется прочностью связи между слоями разнородных материалов, поэтому испытания на прочность связи должны в первую очередь оценивать прочность граничных слоев. Это отражается в такой конструкции образцов, когда стык находится в наиболее напряженном состоянии и разрушается в первую очередь. При испытаниях учитывают не только численный результат, но и отмечают характер разрушения, т.е. какой из материалов, составляющих стык, разрушился, какой вид имеет поверхность разрушения. Образцы для испытаний на прочность связей изготовляют специально или вырезают из готовых изделий. При испытаниях реализуется деформация отрыва, отслоения или сдвига поверхности. Отмечается либо нагрузка, необходимая для разрушения образца, либо нагрузка, необходимая для образования определения площади разъединения. Таким способом проводят испытания на прочность между слоями разнородных резин, между резиной и прорезиненной тканью, между резиной и металлом.

Кроме этого, есть специальный вид испытаний для определения прочности связи резины с единичной нитью корда, заключающийся либо в выдергивании нити, либо в ее отслоении от резинового образца. Во всех случаях нить завулканизовывается в резиновый блок в специальных формах, а разрушение образцов проводится при растяжении на разрывных машинах со специальными зажимами (выдергивание нити) или при сжатии (отслоение нити). Наиболее распространен Н-метод (аш-метод), который получил свое название по форме образца. Нагрузка, при которой нить выдергивается из резинового блока, является показателем прочности связи и измеряется в Н.

1.4.2.5. Определение сопротивления резин

действию внешних сред

Определение сопротивления резин старению. Старение – это изменение механических свойств под влиянием факторов окружающей среды: кислорода, озона и влаги воздуха, светового излучения, радиации.

Старение может проводиться в естественных и искусственных условиях. Естественное старение очень длительно, протекает при комплексном воздействии нескольких факторов, поэтому используется для изделий, от качества которых зависит безопасность жизнедеятельности человека

Искусственное старение позволяет выделить отдельные факторы и интенсифицировать их. Оно может быть тепловым, световым и озонным. Во всех случаях оценивается степень изменения свойств (в процентах) по сравнению с исходными значениями или находятся коэффициенты старения (отношение свойства после старения к свойству до старения).

Определение устойчивости резин к действиюповышенных температур. Поведение резин при повышенных температурах характеризуется двумя показателями: теплостойкостью и температуростойкостью.

Испытания на теплостойкость проводят в термостатированных разрывных машинах, в которых узел растяжения находится при температуре 100ºС, и определяют условную прочность при разрыве, модули при заданных удлинениях, относительное и остаточное удлинение. Затем рассчитывают коэффициент теплостойкости как отношение какого-либо свойства при 100ºС к этому же свойству при нормальной температуре.

При испытаниях на температуростойкость образцы выдерживают заданное время при 100, 110 или 120ºС, а затем испытывают на разрывной машине в нормальных условиях. Коэффициент температуростойкости рассчитывают как отношение показателя после термообработки к этому же показателю, определенному в нормальных условиях.

Определение устойчивости резин к действиюпониженных температур. При пониженных (отрицательных) температурах определяют температуру хрупкости и морозостойкость резин.

Температура хрупкости – это самая высокая отрицательная температура, при которой замороженный образец определенных размеров хрупко разрушается при ударе бойком. Замораживание образцов производится смесью твердой углекислоты и ацетона, а испытания продолжаются до тех пор, пока температура хрупкости не будет определена с точностью до 1ºС.

Морозостойкость резин характеризуется коэффициентами морозостойкости, т.е. отношением какого-либо свойства при пониженной температуре к этому же свойству при нормальных условиях.

При наличии термостатированной разрывной машины охлаждают узел растяжения до заданной температуры и проводят испытания. При отсутствии такой машины образец замораживают при заданной температуре в течение определенного времени, а затем испытывают на обычной машине.

Определение устойчивости резин к действиюрастворителей. Эти испытания также называются испытаниями на маслобензостойкость, поскольку масла и топлива являются наиболее распространенными средами воздействия на резиновые детали в самых различных механизмах.

Образцы резин помещаются в испытательную среду, где они находятся чаще всего при определенной степени сжатия или растяжения в течение заданного времени. Затем определяют степень набухания по приросту массы.

Определение воздухо-, газо-, влагонепроницаемости резин.

Испытания проводятся в установках, где устанавливается мембрана из испытуемой резины определенной толщины. Измеряется перепад давления по обеим сторонам мембраны в течение заданного времени испытания.