Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5321:1991 Cao su-Phương pháp xác định giới hạn giòn nhiệt

TIÊU CHUẨN VIỆT NAM

TCVN 5321 - 1991

CAO SU - PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH GIỚI HẠN GIÒN NHIỆT

Rubber - Determination of low temperature brittleness

Tiêu chuẩn này áp dụng cho cao su và quy định phương pháp thử độ giòn khi uốn.

Tiêu chuẩn này phù hợp với ST SEV 2050-79.

1. Bản chất của phương pháp

Phương pháp dựa trên sự xác định giới hạn giòn nhiệt của cao su, tức là xác định nhiệt độ thấp nhất mà cao su không bị phá hủy trong các điều kiện thử.

Giới hạn giòn nhiệt của cao su có thể không trùng với nhiệt độ làm việc giới hạn của các sản phẩm sản xuất từ cùng loại cao su đó ở nhiệt độ thấp.

2. Mẫu thử

2.1. Mẫu thử là dải cao su có chiều rộng (6 ± 0,5)mm, dài từ 25 đến 45 mm và được cắt bằng dao chuyên dùng có độ dày (2,0 ± 0,2)mm. Kích thước mẫu lấy bằng kích thước dao.

2.2. Cho phép chuẩn bị mẫu bằng các phương pháp khác cũng như cho phép cắt mẫu từ thành phẩm theo các tiêu chuẩn hiện hành về cao su, sản phẩm và các phương pháp thử.

2.3. Mẫu thử được cắt theo quy định trong các tài liệu pháp quy hiện hành.

2.4. Bề mặt mẫu thử phải phù hợp với các quy định trong tài liệu pháp quy hiện hành.

2.5. Số lượng mẫu cho mỗi nhiệt độ thử phải là 4.

2.6. Trước khi thử mẫu được bảo quản trong phòng ở nhiệt độ không quá 30^oC và tránh tác động trực tiếp của ánh sáng mặt trời và các chất có ảnh hưởng đến cao su.

3. Thiết bị

Các phân tiện dùng để thử.

1) Thiết bị thử gồm:

a) Ngâm đề kẹp theo kiểu cônxôn đảm bảo giữ được ít nhất 4 mẫu và tay đập để uốn có vận tốc chuyển động trung bình (2,0 ± 0,2)m/s (theo hình vẽ. Tay đập phải giữ nguyên được vận tốc này trước và sau khi va đập.

Các kích thước cơ bản và vị trí tương đối của kẹp, tay đập và mẫu thử trước khi uốn

b) Ngăn lạnh có bộ khuấy chất lỏng và đảm bảo làm lạnh mẫu trong môi trường này đến nhiệt độ thử, giữ và thử mẫu trong nhiệt độ đó. Có thể dùng etanola làm môi trường lỏng, chất làm lạnh có thể là cácbon đioxit rắn, Nitơ lỏng hoặc các chất làm lạnh khác.

Cho phép sử dụng axeton, metanda hecxan thường và chất lỏng silicôn làm môi trường lỏng theo các quy định hiện hành cho cao su, sản phẩm cao su và phương pháp thử.

Cho phép tiến hành thử trên thiết bị có trang bị ngăn lạnh với môi trường khí. Khi đó độ chính xác khi điều chỉnh nhiệt độ. Thời gian giữa mẫu ở nhiệt độ thử, tên môi trường khí và các thông tin cần thiết khác được qui định trong các quy định hiện hành về cao su, sản phẩm cao su và phương pháp thử.

c) Nhiệt kế thủy tinh, nhiệt kế điện hoặc nhiệt kế điện trở để đo nhiệt độ môi trường lòng trong ngăn lạnh với sai số không quá ± 1^oC ở nhiệt độ đến âm 40^oC và + 1,5^oC ở nhiệt độ từ âm 41^oC đến âm 80^oC với điều kiện đầu đo (đầu cảm ứng) của nhiệt kế phải đặt cùng mức với mẫu.

d) Bộ phận điều chỉnh tự động nhiệt độ môi trường lòng trong ngăn lạnh với sai số không quá ±1^oC.

Cho phép điều chỉnh nhiệt độ môi trường lỏng trong ngăn lạnh bằng tay.

2. Máy đo độ dày có chỉ thị với giá trị độ chia của thang không quá 0,01mm và sai số không quá 0,02mm.

3. Đồng hồ bấm giây.

4. Tiến hành thử

4.1. Thời gian từ khi lưu hóa cao su hoặc các sản phẩm của cao su đến khi thử mẫu phải phù hợp với quy định trong tài liệu pháp quy hiện hành.

4.2. Đo độ dày mỗi mẫu tại 3 chỗ. Nếu một trong số các phép đo không phù hợp với các yêu cầu về độ dày thì mẫu bị loại.

4.3. Điều chỉnh nhiệt độ cần thiết của môi trường trong ngăn lạnh. Chiều cao cột chất lỏng phía trên mẫu không nhỏ hơn 25mm.

Phần dụng cụ để giữ mẫu được nhúng trong ngăn lạnh và được giữ ở nhiệt độ thử không ít hơn 10 phút.

4.4. Giữ mẫu giữa ngàm kẹp và đạt phần dụng cụ có giữ mẫu thử và ngăn lạnh đã được điều chỉnh ở nhiệt độ thử.

Trước khi nhúng mẫu vào ngăn lạnh, cho phép làm lạnh ngăn lạnh thấp hơn nhiệt độ thử sao cho sau khi đưa dụng cụ có chứa mẫu vào ngăn lạnh, nhiệt độ trong đó bằng nhiệt độ thử.

Khi ngăn lạnh đã đạt nhiệt độ thử đã cho, giữ cho mẫu ở nhiệt độ đó trong khoảng (3,0 ± 0,5) phút. Sau khoảng thời gian trên, dùng tay đập để đập một lần vào mẫu thử trong ngăn lạnh. Sau đó đưa tay đập về vị trí ban đầu, lấy ngàm kép cùng mẫu ra khỏi ngăn lạnh, lấy mẫu ra khỏi ngàm kẹp và quan sát từng mẫu.

Cho phép đập vào mẫu ở ngoài ngăn lạnh. Trong trường hợp này thời gian kể từ khi lấy mẫu ra khỏi ngăn lạnh đến khi đập không được quá 1 s.

Mẫu được coi là bị phá hủy khi có một trong các dấu hiệu sau: mẫu bị vỡ có một hoặc vài vết rạn, bị sỡn, bị xước.

Khi có các dấu hiệu phá hủy, uốn từng mẫu bằng tay một góc 90^o theo hướng mà sản phẩm đã bị biến dạng trong ngăn lạnh. Sau đó quan sát mẫu. Mẫu được coi là phá hủy khi phát hiện các dấu hiệu phá hủy.

Cho phép quan sát và uốn mẫu mà không cần lấy khỏi ngàm kẹp.

Cao su được coi là bị phá hủy khi trong cùng một nhiệt độ một trong 4 mẫu thử bị phá hủy.

4.5. Tiến hành thử trên các mẫu mới cho từng nhiệt độ khác nhau.

Tiến hành thử nghiệm bắt đầu từ nhiệt độ mà cao su được dự đoán sẽ bị phá hủy. Nếu chưa biết được nhiệt độ đó thì lựa chọn một cách tương đối. Sau đó nâng nhiệt độ đã được chọn này khoảng 10^oC và tiến hành thử cho đến khi cao su không bị phá hủy. Sau đó hạ nhiệt độ xuống một khoảng 8^oC, tiến hành thử ở nhiệt độ đó và trong trường hợp cao su bị phá hủy thì lại nâng nhiệt độ lên từng khoảng 2^oC, tiến hành thử cho đến khi xác định được nhiệt độ mà cao su không bị phá hủy.

Nhiệt độ thấp nhất mà cao su không bị phá hủy chính là giới hạn giòn nhiệt của cao su.

Ví dụ về tiến hành chử cho trong phụ lục.

5. Xử lý kết quả thử

5.1. Khi xác định giới hạn giòn nhiệt, kết quả thử sẽ là nhiệt độ thấp nhất được xác định theo điều 4.5 mà tại đó cao su không bị phá hủy.

5.2. Các kết quả trên các mẫu có chiều dài khác nhau nhưng được chuẩn bị theo cùng một phương pháp cũng như các mẫu được thử trong cùng điều kiện thì có thể so sánh được với nhau.

5.3. Các kết quả thử trong môi trường lỏng và khí, trong các môi trường lỏng khác nhau cũng như đối với các mẫu được chuẩn bị theo những phương pháp khác nhau và thử trong các điều kiện khác nhau (thử cùng 4 mẫu hay thử riêng biệt, thử trong ngăn lạnh hoặc ngoài ngăn lạnh) thì không so sánh được với nhau.

6. Biên bản thử

Biên bản thử phải gồm các nội dung sau:

1) Ký hiệu hoặc ở dạng cao su;

2) Ngày tháng và điều kiện lưu hóa cao su hoặc sản phẩm cao su;

3) Phương pháp chuẩn bị mẫu;

4) Dạng của môi trường nếu không dùng etanola;

5) Điều kiện thử;

6) Giới hạn giòn nhiệt của cao su và các kết quả thử khác trong mọi nhiệt độ đã sử dụng;

7) Ngày tháng thử

8) Số hiệu tiêu chuẩn này.

PHỤ LỤC

Thí dụ xác định giới hạn giòn nhiệt.

Ở nhiệt độ bằng âm 70^oC cao su bị phá hủy.

Nâng nhiệt độ đến âm 60^oC và tiến hành thử.

Ở nhiệt độ này cao su cũng bị phá hủy.

Nâng nhiệt độ đến âm 50^oC và tiến hành thử ở nhiệt độ này cao su không bị phá hủy.

Hạ nhiệt độ xuống đến âm 58^oC và tiến hành thử ở nhiệt độ này cao su bị phá hủy.

Nâng nhiệt độ lên âm 56^oC và tiến hành thử ở nhiệt độ ngày cao su bị phá hủy. Tiếp tục nâng nhiệt độ tới âm 54^oC, ở nhiệt độ này cao su không bị phá hủy.

Nhiệt độ âm 54^oC là giới hạn giòn nhiệt của cao su và là kết quả của phép thử.