Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10531:2014 (ISO 2285:2013) về Cao su lưu hóa hoặc nhiệt dẻo - Xác định biến dạng dư khi giãn dưới độ giãn dài không đổi và biến dạng dư khi giãn, độ giãn dài, độ rão dưới tải trọng kéo không đổi
Rubber, vulcanized or thermoplastic - Determination of tension set under constant elongation, and of tension set, elongation and creep under constant tensile load
Lời nói đầu
TCVN 10531:2014 hoàn toàn tương đương ISO 2285:2013.
TCVN 10531:2014 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC45 Cao su thiên nhiên biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.
CAO SU LƯU HÓA HOẶC NHIỆT DẺO - XÁC ĐỊNH BIẾN DẠNG DƯ KHI GIÃN DƯỚI ĐỘ GIÃN DÀI KHÔNG ĐỔI VÀ BIẾN DẠNG DƯ KHI GIÃN, ĐỘ GIÃN DÀI, ĐỘ RÃO DƯỚI TẢI TRỌNG KÉO KHÔNG ĐỔI
Rubber, vulcanized or thermoplastic - Determination of tension set under constant elongation, and of tension set, elongation and creep under constant tensile load
CẢNH BÁO: Người sử dụng tiêu chuẩn này phải có kinh nghiệm làm việc trong phòng thử nghiệm thông thường. Tiêu chuẩn này không đề cập đến tất cả các vấn đề an toàn liên quan khi sử dụng. Người sử dụng tiêu chuẩn phải có trách nhiệm thiết lập các biện pháp an toàn và bảo vệ sức khỏe phù hợp với các quy định.
CHÚ Ý: Một số qui trình quy định trong tiêu chuẩn này có thể liên quan đến việc sử dụng hoặc tạo ra các chất hoặc chất thải, điều này có thể gây ra mối nguy hại cho môi trường cục bộ. Nên tham khảo các tài liệu thích hợp về xử lý an toàn và thải bỏ sau khi sử dụng.
Tiêu chuẩn này qui định một số phương pháp xác định những thay đổi về kích thước trong các mẫu thử cao su đã lưu hóa hoặc nhiệt dẻo trong và sau khi chịu tải trọng kéo căng trong thời gian tương đối ngắn dưới độ giãn dài không đổi hoặc tải trọng không đổi.
Thử nghiệm độ giãn dài không đổi dùng để xác định khả năng duy trì các đặc tính đàn hồi của cao su sau khi kéo giãn, ở nhiệt độ tiêu chuẩn phòng thử nghiệm, đối với biến dạng quy định, được duy trì trong thời gian xác định ở cùng nhiệt độ hoặc ở nhiệt độ cao hơn quy định và sau đó được đưa về nhiệt độ thử nghiệm hoặc nhiệt độ tiêu chuẩn phòng thử nghiệm.
Thử nghiệm tải trọng không đổi quy định phương pháp để xác định độ giãn dài, độ rão và biến dạng dư khi giãn của cao su chịu tải trọng không đổi ở nhiệt độ tiêu chuẩn phòng thử nghiệm.
Các phương pháp thử nghiệm dùng để xác định các đặc tính đàn hồi của cao su trong dải độ cứng từ 20 IRHD đến 94 IRHD.
Không nên áp dụng phép đo độ rão để thiết kế sản phẩm hoặc đánh giá các vật liệu có độ rão thấp. Đối với các mục đích này, nên tham khảo ISO 8013. Không thể suy luận sự tương đồng giữa các kết quả của thử nghiệm này và các kết quả của ISO 8013.
CHÚ THÍCH: Thử nghiệm tải trọng không đổi ban đầu được dùng cho việc xác định trạng thái lưu hóa và kiểm soát chất lượng đối với các sản phẩm có thành mỏng. Sự tăng lên về trạng thái lưu hóa hoặc mức độ liên kết ngang thường được phản ánh về sự giảm ở biến dạng dư, độ rão hoặc độ giãn dài.
Các tài liệu viện dẫn sau đây là cần thiết để áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).
TCVN 1592:2013 (ISO 23529:2010) Cao su -Qui trình chung để chuẩn bị và ổn định mẫu thử cho các phương pháp thử vật lý.
TCVN 2229 (ISO 188), Cao su lưu hoá hoặc nhiệt dẻo – Phép thử già hoá tăng tốc và độ bền nhiệt.
ISO 8013, Rubber, vulcanized – Determination of creep in compression or shear (Cao su lưu hóa – Xác định độ rão khi nén hoặc trượt).
ISO 18899:2004, Rubber – Guide to the calibration of test equipment (Cao su – Hướng dẫn hiệu chuẩn thiết bị thử).
Trong tiêu chuẩn này, áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau đây (xem thêm các định nghĩa về các hàm số độ rão được nêu trong ISO 8013].
3.1. Biến dạng dư khi giãn ở tải trọng không đổi (Tension set at constant load)
Độ giãn dài còn duy trì trong mẫu thử ở điều kiện không tải sau khi nó đã phải chịu tải trọng không đổi trong thời gian quy định trước, được biểu thị bằng phần trăm của chiều dài ban đầu ở điều kiện không tải.
3.2. Biến dạng dư khi giãn ở độ giãn dài không đổi (Tension set at constant elongation)
Độ giãn dài còn duy trì trong mẫu thử ở điều kiện thả lỏng sau khi nó đã phải chịu độ giãn dài không đổi trong thời gian quy định trước, được biểu thị bằng phần trăm của độ giãn dài.
3.3. Độ rão (Creep)
Sự tăng về độ giãn dài của mẫu thử ở tải trọng không đổi trong thời gian quy định trước, được biểu thị bằng phần trăm của độ giãn dài tại thời điểm bắt đầu.
4.1. Phép đo độ giãn dài không đổi
4.1.1. Thiết bị tạo biến dạng, bao gồm một thanh kim loại hoặc thanh dẫn thích hợp khác được lắp với các đôi kẹp giữ, một kẹp cố định và một kẹp di động, để kẹp các đầu của mẫu thử. Các kẹp giữ phải theo kiểu các má tự kẹp cho các mẫu thử dạng mảnh, theo kiểu các vấu cặp để giữ các đầu mấu (mở rộng), và theo kiểu các puli phẳng, rộng 5 mm và đường kính 10 mm đối với các mẫu thử hình vòng xuyến.
Nếu cần, có thể có các cách vận hành dịch chuyển kẹp giữ khác ngoài cách thủ công, ví dụ thanh có ren. Cũng có thể bố trí cơ cấu chặn hoặc thang chia thích hợp để tránh việc kéo dãn quá mức trong biến dạng ban đầu của mẫu thử.
Thiết bị tạo biến dạng phải được thiết kế sao cho khi sử dụng ở nhiệt độ cao trong tủ sấy, có thể được đặt vào với chiều dài chuẩn của mẫu thử vuông góc với hướng của dòng khí. Thiết bị tạo biến dạng cũng phải có khối lượng tối thiểu để tránh sự trễ quá mức trong việc đạt được cân bằng nhiệt độ sau khi đưa nó vào tủ sấy.
Thiết bị tạo biến dạng nhiều đơn nguyên có thể được sử dụng, miễn là đáp ứng các yêu cầu đã nêu trên .
4.1.2. Tủ sấy, phù hợp với yêu cầu của TCVN 2229 (ISO 188) (nếu thử nghiệm được tiến hành ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ tiêu chuẩn phòng thử nghiệm). Để thời gian gia nhiệt ngắn, không cần thiết phải kiểm soát dòng khí.
4.1.3. Dụng cụ đo chiều dài, có khả năng đo chiều dài chuẩn của mẫu thử chính xác đến 0,1 mm.
Đối với các mẫu thử dạng mảnh, phải có vạch để đánh dấu chiều dài được sử dụng làm chiều dài chuẩn.
Đối với các mẫu thử hình vòng xuyến, chiều dài chuẩn có thể là đường kính trong của vòng xuyến, trong trường hợp này phải sử dụng chóp nón có thang chia, cho phép thực hiện được phép đo chính xác đến 0,1 mm. Ngoài ra, nếu các phép đo được thực hiện trên chiều dài chuẩn thẳng, rãnh cứng, sâu 3,5 mm và rộng 20 mm đối với mẫu thử hình vòng xuyến lớn và sâu 1,75 mm và rộng 10 mm đối với các mẫu thử hình vòng xuyến nhỏ, phải được cung cấp đối với các phần thẳng của các mẫu thử như vậy khi đánh dấu và đo chiều dài chuẩn.
4.2. Phép đo tải trọng không đổi
4.2.1. Thiết bị tạo biến dạng, bao gồm các kẹp và các quả cân, hoặc tương đương, để tải các mẫu thử (xem Hình 1).
4.2.2. Dụng cụ đo chiều dày và chiều rộng, bao gồm dụng cụ để đo chiều dày và, nếu thích hợp, đo chiều rộng của mẫu thử theo TCVN 1592:2013 (ISO 23529:2010), phương pháp A.
Chiều rộng của mẫu thử cắt bằng khuôn được lấy là khoảng cách giữa các cạnh cắt của khuôn ở phần hẹp, trong trường hợp này phải sử dụng thiết bị có khả năng đo chiều rộng chính xác đến 0,05 mm theo TCVN 1592 (ISO 23529).
4.2.3. Dụng cụ đo chiều dài, có khả năng đo chiều dài chuẩn chính xác đến 0,1 mm.
CHÚ DẪN
1. kẹp cố định
2. mẫu thử
3. kẹp để giữ quả cân
4. quả cân
Hình 1 − Thiết bị tạo biến dạng
Thiết bị, dụng cụ thử nghiệm phải được hiệu chuẩn theo kế hoạch được nêu trong Phụ lục A.
6.1. Chuẩn bị
Các mẫu thử phải được chuẩn bị theo TCVN 1592 (ISO 23529). Chúng phải được cắt từ tấm phẳng dày 2 mm ± 0,2 mm (ngoại trừ các mẫu thử hình vòng xuyến lớn, các mẫu này phải được cắt từ tấm dày 4 mm ± 0,2 mm) được chuẩn bị bằng cách đúc hoặc xẻ và mài nhẵn theo TCVN 1592 (ISO 23529).
Các mẫu thử dạng mảnh và các mẫu thử dạng mảnh có các đầu được làm rộng phải được cắt bằng cách sử dụng khuôn sắc với lưỡi cắt theo qui định trong TCVN 1592 (ISO 23529).
Các mẫu thử hình vòng xuyến phải được cắt từ tấm bằng cách dùng một cặp khuôn tròn đồng tâm hoặc lưỡi cắt quay. Khoảng cách giữa hai cạnh cắt không được sai khác so với giá trị trung bình trên 0,05 mm.
6.2. Mẫu thử dùng cho thử nghiệm tại độ giãn dài không đổi
6.2.1. Mẫu thử dạng mảnh
Các mẫu thử dạng mảnh có chiều rộng từ 2 mm đến 10 mm. Thông thường chiều rộng là 6 mm. Chiều dài mảnh cho trước bất kỳ phụ thuộc vào chiều dài chuẩn được chọn và kiểu thiết bị tạo biến dạng.
6.2.2. Mẫu thử dạng mảnh có các đầu mở rộng
Mẫu thử có các đầu mở rộng phải có hình dạng như được thể hiện trong Hình 2, với đoạn hẹp có chiều dài từ 25 mm đến 50 mm, được sử dụng làm chiều dài chuẩn.
Kích thước tính bằng millimét
Chiều dày 2 mm ± 0,2 mm
Hình 2 − Mẫu thử có các đầu mở rộng
6.2.3. Mẫu thử hình vòng xuyến
Các mẫu thử hình vòng xuyến phải là một trong số các loại có kích cỡ sau đây: Mẫu thử hình vòng xuyến lớn:
- chiều dày: 4 mm ± 0,2 mm;
- đường kính ngoài: 52,6 mm ± 0,2 mm;
- đường kính trong: 44,6 mm ± 0,2 mm. Mẫu thử hình vòng xuyến nhỏ:
- chiều dày: 2 mm ± 0,2 mm;
- đường kính ngoài: 33,5 mm ± 0,2 mm;
- đường kính trong: 29,5 mm ± 0,2 mm.
6.3. Mẫu thử dùng cho thử nghiệm tại tải trọng không đổi
Mẫu thử phải có hình dạng và các kích thước như được thể hiện trong Hình 3.
Kích thước tính bằng millimét
Chiều dày 2 mm ± 0,2 mm
Hình 3 − Mẫu thử dùng trong thử nghiệm tải trọng không đổi
6.4. Đánh dấu
6.4.1. Qui định chung
Các vạch chuẩn phải được đánh dấu trên các mẫu thử, sử dụng dấu hiệu và mực thích hợp mà không làm ảnh hưởng đến vật liệu và chịu được nhiệt độ thử nghiệm.
6.4.2. Thử nghiệm tại độ giãn dài không đổi
Chiều dài chuẩn phải từ 25 mm đến 50 mm, được đo giữa các mép bên trong của vạch. Đối với các mẫu thử dạng mảnh, chiều dài thường là 50 mm. Các mẫu thử hình vòng xuyến phải được làm thẳng ra bằng cách sử dụng rãnh cố định (xem 4.1.3) và chiều dài chuẩn, thường là 40 mm đối với các mẫu thử hình vòng xuyến lớn và 25 mm đối với các mẫu thử hình vòng xuyến nhỏ, phải được đánh dấu trên một trong các cạnh được làm thẳng ra.
6.4.3. Thử nghiệm tại tải trọng không đổi
Hai vạch chuẩn phải được đánh dấu trên phần giữa của mẫu thử ở khoảng cách bằng 90 mm ± 0,5 mm.
6.5. Số lượng mẫu thử
Đối với mỗi thử nghiệm, phải sử dụng tối thiểu ba mẫu thử (đối với vật liệu có thớ cán, ba mẫu thử phải được lấy theo mỗi hướng vuông góc với nhau).
6.6. Khoảng thời gian từ chế tạo mẫu thử đến khi thử nghiệm
Khoảng thời gian từ chế tạo mẫu thử đến khi thử nghiệm phải theo TCVN 1592 (ISO 23529).
Các mẫu và mẫu thử phải được bảo vệ tránh tiếp xúc với ánh sáng trong khoảng thời gian từ khi chế tạo mẫu thử đến khi thử nghiệm.
6.7. Ổn định
Các mẫu thử đã chuẩn bị phải được ổn định ngay trước khi thử nghiệm trong thời gian tối thiểu là 3 h tại một trong các nhiệt độ tiêu chuẩn phòng thử nghiệm được quy định trong TCVN 1592 (ISO 23529), sử dụng cùng nhiệt độ trong suốt một thử nghiệm bất kỳ hoặc trong các dãy của các thử nghiệm có ý định so sánh.
7.1. Thử nghiệm tại độ giãn dài không đổi
7.1.1. Đo mẫu thử
Đo chiều dài chuẩn chưa biến dạng (L1) của mỗi mẫu thử chính xác đến 0,1 mm tại nhiệt độ tiêu chuẩn phòng thử nghiệm. Cài các mẫu thử vào trong thiết bị tạo biến dạng theo cách thích hợp.
7.1.2. Kéo dài mẫu thử
Kéo dài các mẫu thử đến biến dạng theo yêu cầu. Khi thử nghiệm các mẫu thử hình vòng xuyến, quay các puli nhẹ nhàng bằng tay để làm cân bằng biến dạng ở hai nửa của vòng xuyến. Đảm bảo chiều dài chuẩn duy trì ở vị trí giữa hai puli.
Sau khi đạt được biến dạng đã định trước từ 10 min đến 20 min, đo chiều dài chuẩn đã biến dạng (L2) chính xác đến 0,1 mm. Khi đường kính trong của các mẫu thử hình vòng xuyến được sử dụng làm chiều dài chuẩn, chiều dài này có thể được tính từ đường kính của các puli và khoảng cách giữa chúng, đo chính xác đến 0,1 mm. Nếu biến dạng, được tính như đã qui định trong 7.1.4.1, không phù hợp với giá trị tiêu chuẩn tương ứng, có tính đến dung sai, thì loại bỏ mẫu thử, chuẩn bị và thử nghiệm mẫu thử thay thế với biến dạng được áp dụng thay đổi.
7.1.3. Phơi mẫu tại nhiệt độ thử nghiệm
7.1.3.1. Thử nghiệm tại nhiệt độ tiêu chuẩn phòng thử nghiệm
Duy trì các mẫu thử đã biến dạng ở nhiệt độ tiêu chuẩn phòng thử nghiệm.
Ngay sau khi kết thúc giai đoạn thử nghiệm, nhả biến dạng, tháo các mẫu thử khỏi các kẹp hoặc các puli và đặt chúng nằm tự do trên bề mặt bằng gỗ không dính. Sau min, đo chiều dài chuẩn chính xác đến 0,1 mm (L5).
7.1.3.2. Thử nghiệm tại nhiệt độ khác với nhiệt độ tiêu chuẩn phòng thử nghiệm
Sau khi đạt được biến dạng đã định trước từ 20 min đến 30 min, đặt các mẫu thử đã biến dạng trong tủ sấy vận hành tại nhiệt độ thử nghiệm và để chúng ở đó trong khoảng thời gian quy định.
Có ba phương pháp làm nguội mẫu thử và nhả biến dạng, trong đó phương pháp A thường được dùng.
Phương pháp A
Tại thời điểm kết thúc giai đoạn thử nghiệm, tháo thiết bị tạo biến dạng khỏi tủ sấy, ngay lập tức nhả biến dạng, tháo các mẫu thử khỏi các kẹp hoặc các puli và đặt chúng trên bề mặt bằng gỗ không dính. Sau min, đo chiều dài chuẩn chính xác đến 0,1 mm.
Phương pháp B
Tại thời điểm kết thúc giai đoạn thử nghiệm, tháo thiết bị tạo biến dạng khỏi tủ sấy nhưng để các mẫu thử ở trạng thái biến dạng. Sau min, nhả biến dạng, tháo các mẫu thử khỏi các kẹp hoặc các puli và đặt chúng trên bề mặt bằng gỗ không dính. Đo chiều dài chuẩn chính xác đến 0,1 mm sau min nữa.
Phương pháp C
Tại thời điểm kết thúc giai đoạn thử nghiệm, nhả biến dạng với các mẫu thử vẫn ở trong tủ sấy được giữ ở nhiệt độ thử nghiệm. Sau min, tháo thiết bị tạo biến dạng khỏi tủ sấy, tháo các 0
Ý kiến bạn đọc
