Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 10527:2018 Quy trình đánh giá cao su thiên nhiên

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 10527:2018

ISO 1658:2015

CAO SU THIÊN NHIÊN (NR) - QUY TRÌNH ĐÁNH GIÁ

Natural rubber (NR) - Evaluation procedure

Lời nói đầu

TCVN 10527:2018 thay thế TCVN 10527:2014.

TCVN 10527:2018 hoàn toàn tương đương ISO 1658:2015.

TCVN 10527:2018 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC45 Cao su và sản phẩm cao su biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Lời giới thiệu

ISO 1658:2015 Natural rubber (NR) - Evaluation procedure [Cao su thiên nhiên (NR) - Quy trình đánh giá, quy định quy trình hỗn luyện đối với hỗn hợp cao su. TCVN 10527:2018 quy định quy trình hỗn luyện đối với hỗn hợp cao su trong ISO 1658:2015, nhưng sửa đổi thứ tự thao tác thêm các thành phần hỗn luyện như sau:

Giải thích:

Axit stearic, oxit kẽm, lưu huỳnh và MBT hoặc TBBS được thêm vào cán trộn với cao su mà không có thao tác cắt sẽ có thể dẫn đến tình trạng hỗn hợp không đồng nhất, đặc biệt TBBS sẽ làm tăng tốc rất nhanh. Lưu huỳnh được cho vào sớm cùng chất xúc tiến lưu hóa (MBT hoặc TBBS) thúc đẩy cấu trúc cao su tạo liên kết đến một mức độ nào đó trong quá trình trộn. Sự phát triển của các liên kết sẽ cản trở việc phân phối đều các chất phụ gia vào hỗn hợp cao su.

CAO SU THIÊN NHIÊN (NR) - QUY TRÌNH ĐÁNH GIÁ

Natural rubber (NR) - Evaluation procedure

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.

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định:

- các thử nghiệm vật lý và hóa học trên cao su thiên nhiên thô;

- các vật liệu tiêu chuẩn, đơn phối liệu thử tiêu chuẩn, thiết bị và các phương pháp gia công để đánh giá các đặc tính lưu hóa của cao su thiên nhiên (NR).

2  Tài liệu viện dẫn

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 (ISO 23529), Cao su - Qui trình chung để chuẩn bị và ổn định mẫu thử cho các phương pháp thử vật lý.

TCVN 3769, Cao su thiên nhiên SVR - Quy định kỹ thuật.

TCVN 4509 (ISO 37), Cao su lưu hoá hoặc nhiệt dẻo - Xác định các tính chất ứng suất-giãn dài khi kéo.

TCVN 6086 (ISO 1795), Cao su thiên nhiên thô và cao su tổng hợp thô - Lấy mẫu và chuẩn bị mẫu.

TCVN 6088-1 (ISO 248-1), Cao su thô - Xác định hàm lượng chất bay hơi - Phần 1: Phương pháp cán nóng và phương pháp tủ sấy.

TCVN 6090-1 (ISO 289-1), Cao su chưa lưu hóa - Phương pháp sử dụng nhớt kế đĩa trượt - Phần 1: Xác định độ nhớt Mooney.

TCVN 6094 (ISO 3417), Cao su - Xác định đặc tính lưu hoá bằng máy đo lưu hóa đĩa dao động.

TCVN 8493 (ISO 2007), Cao su chưa lưu hoá - Xác định độ dẻo - Phương pháp máy đo độ dẻo nhanh.

TCVN 11021 (ISO 2393), Hỗn hợp cao su thử nghiệm - Chuẩn bị, luyện và lưu hóa - Thiết bị và quy trình.

TCVN 12010 (ISO 6502), Cao su - Hướng dẫn sử dụng thiết bị đo lưu hóa.

3  Lấy mẫu và quy trình chuẩn bị tiếp theo

3.1  Mẫu phòng thử nghiệm có khối lượng khoảng 1,5 kg phải được chuẩn bị bằng phương pháp quy định trong TCVN 6086 (ISO 1795).

3.2  Cao su phải được đồng nhất theo TCVN 6086 (ISO 1795).

3.3  Việc chuẩn bị các mẫu thử phải theo TCVN 6086 (ISO 1795).

4  Thử nghiệm vật lý và hóa học trên cao su thô

4.1  Độ nhớt Mooney

Xác định độ nhớt Mooney theo TCVN 6090-1 (ISO 289-1) trên mẫu thử được chuẩn bị theo quy định trong 3.3. Ghi lại kết quả là ML(1+4) tại 100 °C.

4.2  Hàm lượng chất bay hơi

Xác định hàm lượng chất bay hơi bằng phương pháp tủ sấy theo quy định trong TCVN 6088-1 (ISO 248-1) trên mẫu thử được chuẩn bị theo quy định trong 3.3.

4.3  Đặc tính kỹ thuật khác theo yêu cầu

Các giá trị cụ thể bất kỳ về các đặc tính vật lý và hóa học khác với các giá trị nêu ở trên (4.1 và 4.2) phải dựa trên phân hạng nêu trong Bảng 2 của TCVN 3769:2016.

5  Chuẩn bị hỗn hợp thử

5.1  Yêu cầu chung

Đơn phối liệu tiêu chuẩn và các quy trình cán trộn sau đây được khuyên dùng:

a) hai đơn phối liệu cao su gốc dùng cho thử nghiệm so sánh các đặc tính lưu hóa của cao su thiên nhiên để sử dụng trong các hỗn hợp không có chất độn than đen;

b) đơn phối liệu có chất độn than đen dùng cho thử nghiệm so sánh với cao su thiên nhiên để sử dụng trong các hỗn hợp có chất độn than đen;

c) quy trình hỗn luyện với hỗn hợp chủ trên máy cán luyện hở dùng cho hai đơn phối liệu cao su gốc hoặc hỗn luyện qua hỗn hợp chủ;

d) quy trình hỗn luyện trên máy cán luyện và quy trình hỗn luyện trên máy luyện kín dùng trong phòng thử nghiệm [laboratory internal mixer (LIM)] dùng cho đơn phối liệu có chất độn than đen.

CHÚ THÍCH: Đơn phối liệu có chất độn than đen (đơn phối liệu 3 trong Bảng 1) cũng có thể được sử dụng đối với thử nghiệm so sánh của các cao su isopren (IR).

5.2  Đơn phối liệu thử tiêu chuẩn

Đơn phối liệu thử tiêu chuẩn được nêu ở Bảng 1.

Các vật liệu phải là các vật liệu đối chứng tiêu chuẩn quốc gia hoặc quốc tế.

Bảng 1 - Đơn phối liệu thử tiêu chuẩn

5.3  Cách tiến hành

5.3.1  Thiết bị và quy trình

Thiết bị và quy trình cho việc chuẩn bị, trộn và lưu hóa phải theo TCVN 11021 (ISO 2393).

5.3.2  Quy trình hỗn luyện đối với đơn phối liệu 1 và 2 (hỗn hợp cao su)

Khối lượng mẻ cán chuẩn máy cán phòng thử nghiệm, tính bằng gam, phải gấp 4 lần khối lượng đơn phối liệu (có nghĩa là 110,5 g x 4 = 442 g, đối với đơn phối liệu 1). Duy trì nhiệt độ bề mặt của các trục cán ở 70 °C ± 5 °C, và tạo phôi cuốn tốt dọc khe hở của các trục cán trong suốt quá trình hỗn luyện. Nếu không thực hiện được việc cài đặt khe hở trục cán như quy định dưới đây, có thể cần những điều chỉnh nhỏ đối với các khe hở của máy cán luyện.

f) Kiểm tra khối lượng của mẻ (xem TCVN 11021 (ISO 2393)). Nếu khối lượng của mẻ chênh lệch so với theo lý thuyết giá trị lớn hơn + 0,5 % hoặc - 1,5 %, loại bỏ mẻ và trộn lại.

g) Cắt từ mẻ cán lượng vật liệu đủ để thử nghiệm trên máy đo lưu hóa và, nếu được yêu cầu, để xác định độ nhớt Mooney của mẻ chưa lưu hóa theo TCVN 6090-1 (ISO 289-1). Tạo mẻ cán thành tấm dày khoảng 2,2 mm để chuẩn bị các tấm thử nghiệm hoặc đến độ dày thích hợp để chuẩn bị các mẫu thử hình vòng xuyến ISO.

h) Ổn định mẻ cán trong khoảng thời gian từ 2 h đến 24 h sau khi trộn và trước khi lưu hóa, nếu có thể ở nhiệt độ và độ ẩm tiêu chuẩn theo quy định trong TCVN 1592 (ISO 23529).

5.3.3  Quy trình hỗn luyện đối với đơn phối liệu 1 và 2 (các hỗn hợp cao su) sử dụng các hỗn hợp chủ

Các vật liệu thành phần như các chất xúc tiến lưu hoá, lưu huỳnh hoặc các chất độn có thể được đưa vào cao su thành các hỗn hợp chủ. Kỹ thuật này cải thiện độ chính xác của việc hợp nhất các vật liệu thành phần và cũng tiện lợi hơn.

Quy trình để chuẩn bị các hỗn hợp chủ và các hỗn hợp thử cho các hỗn hợp cao su được nêu trong Phụ lục A.

5.3.4  Các quy trình hỗn luyện đối với đơn phối liệu 3 (hỗn hợp có chất độn than đen)

5.3.4.1  Hỗn luyện sử dụng máy cán luyện

5.3.4.1.1  Phép đo trị số độ dẻo nhanh

Nạp cao su vào máy cán luyện với khe hở máy cán luyện được cài đặt ở 0,5 mm. Làm nhuyễn cao su cho đến khi tạo được độ bám mượt lên trục cán và phôi cuốn dọc khe trục cán.

Sau khi làm nhuyễn cao su, xác định trị số độ dẻo nhanh theo TCVN 8493 (ISO 2007). Trị số độ dẻo nhanh không lớn hơn 45, trị số này tương đương với độ nhớt khoảng 70 đơn vị Mooney, được xác định theo TCVN 6090-1 (ISO 289-1).

5.3.4.1.2  Quy trình hỗn luyện

Khối lượng mẻ cán phòng thử nghiệm tiêu chuẩn, tính theo gam, phải gấp 4 lần khối lượng đơn phối liệu (có nghĩa là 144,95 g x 4 = 579,8 g, đối với đơn phối liệu 3). Duy trì nhiệt độ bề mặt của các trục cán ở 70 °C ± 5 °C, và tạo phôi cuốn tốt dọc khe hở của các trục cán trong suốt quá trình hỗn luyện. Nếu không thực hiện được việc cài đặt khe hở trục cán như quy định dưới đây, có thể cần những điều chỉnh nhỏ đối với các khe hở của máy cán luyện.

g) Kiểm tra khối lượng của mẻ. Nếu khối lượng của mẻ chênh lệch so với lý thuyết giá trị lớn hơn + 0,5 % hoặc - 1,5 %, loại bỏ mẻ và trộn lại.

h) Cắt từ mẻ cán lượng vật liệu đủ để thử nghiệm trên máy đo lưu hóa và, nếu được yêu cầu, để xác định độ nhớt Mooney của mẻ chưa lưu hóa theo TCVN 6090-1 (ISO 289-1). Tạo mẻ cán thành tấm dày khoảng 2,2 mm để chuẩn bị các tấm thử nghiệm hoặc đến độ dày thích hợp để chuẩn bị các mẫu thử hình vòng xuyến ISO.

i) Ổn định mẻ cán trong khoảng thời gian từ 2 h đến 24 h sau khi cán trộn và trước khi lưu hóa, nếu có thể ở nhiệt độ và độ ẩm tiêu chuẩn theo quy định trong TCVN 1592 (ISO 23529).

5.3.4.2  Hỗn luyện sử dụng máy luyện kín dùng trong phòng thử nghiệm (LIM)

5.3.4.2.1  Yêu cầu chung

Đối với các máy luyện kín dùng trong phòng thử nghiệm có dung tích danh nghĩa từ 65 cm³ đến khoảng 2 000 cm³, khối lượng của mẻ phải bằng với dung tích danh nghĩa của máy luyện, tính theo centimét khối, nhân với khối lượng riêng của hỗn hợp, tính theo gam trên centimet khối. Điều này có nghĩa là, nếu máy luyện kín dùng trong phòng thử nghiệm có dung tích danh nghĩa là 750 cm³, khối lượng của mẻ đối với đơn phối liệu 3 là 750 x 1,103 g (= 827,25 g).

Đối với mỗi mẻ được hỗn luyện khi chuẩn bị một dãy các hỗn hợp cùng loại, các điều kiện của máy luyện kín dùng trong phòng thử nghiệm phải giống nhau. Khi bắt đầu mỗi dãy hỗn hợp thử, mẻ hỗn luyện bằng máy phải được trộn bằng cách sử dụng đơn phối liệu giống như các hỗn hợp đang thử. Máy luyện kín dùng trong phòng thử nghiệm phải được để nguội xuống đến 60 °C từ khi kết thúc mẻ thử nghiệm này đến khi bắt đầu mẻ tiếp theo. Không được thay đổi nhiệt độ cài đặt khi thực hiện một dãy các mẻ thử.

5.3.4.2.2  Hỗn luyện một giai đoạn

Kỹ thuật hỗn luyện phải sao cho thu được sự phân tán tốt của tất cả các thành phần.

Nhiệt độ cuối cùng của mẻ cán được lấy ra sau khi hỗn luyện không được lớn hơn 120 °C. Nếu cần, điều chỉnh khối lượng của mẻ hoặc nhiệt độ của đầu trộn sao cho điều kiện này được đáp ứng.

CHÚ THÍCH 1: Các điều kiện hỗn luyện được nêu trong Bảng B.5 có thể hữu ích đối với mỗi kích cỡ của máy luyện kín dùng trong phòng thử nghiệm.

CHÚ THÍCH 2: Các vật liệu thành phần khác ngoài cao su, than đen và dầu có thể được bổ sung vào các mẻ hỗn luyện của máy luyện kín dùng trong phòng thử nghiệm một cách chính xác hơn và dễ dàng hơn nếu chúng được pha trộn với nhau từ trước theo các tỷ lệ được xác định bởi đơn phối liệu. Sự pha trộn như vậy có thể được thực hiện bằng cách sử dụng cối và chày, bằng cách trộn trong máy trộn hình nón kép với thanh quay tăng cường trong khoảng 10 min, hoặc bằng cách trộn trong máy trộn cho năm chu kỳ 3 s và vét bên trong của máy trộn để làm bong các vật liệu dính vào các mặt sau mỗi 3 s trộn. Máy trộn Waring cho thấy là thích hợp đối với phương pháp này. Chú ý: nếu trộn lâu hơn 3 s, axit stearic có thể bị chảy và cản trở sự phân tán tốt.

Ví dụ về quy trình hỗn luyện cho máy luyện kín dùng trong phòng thử nghiệm được nêu từ a) đến h) dưới đây.

d) Tắt môtơ, nâng thượng đỉnh, dịch chuyển buồng hỗn luyện và tháo liệu. Ghi lại nhiệt độ lớn nhất của mẻ cán.

e) Sau khi tháo liệu, cán mẻ qua máy cán luyện được cài đặt ở nhiệt độ 70 °C ± 5 °C một lần với khe hở máy cán luyện là 0,5 mm và sau đó hai lần với khe hở máy cán luyện là 3,0 mm.

f) Xác định khối lượng của mẻ và ghi lại. Nếu khối lượng chênh lệch so với lý thuyết một giá trị lớn hơn + 0,5 % hoặc -1,5 %, loại bỏ mẻ và trộn lại.

g) Cắt mẫu thử để xác định các đặc tính lưu hóa theo TCVN 12010 (ISO 6502) hoặc TCVN 6094 (ISO 3417), nếu được yêu cầu. Ổn định mẫu thử trong khoảng thời gian từ 2 h đến 24 h, nếu có thể ở nhiệt độ và độ ẩm tiêu chuẩn quy định trong TCVN 1592 (ISO 23529), trước khi thử nghiệm.

h) Nếu được yêu cầu, cán mẻ thành tấm tới độ dày khoảng 2,2 mm để chuẩn bị các tấm thử hoặc đến độ dày thích hợp để chuẩn bị các mẫu thử hình vòng xuyến ISO theo TCVN 4509 (ISO 37). Để thu được những ảnh hưởng của hướng cán, gấp mẻ cán lại và cho đi qua 4 lần giữa các trục của máy cán luyện được cài đặt nhiệt độ tại 70 °C ± 5 °C và khe hở máy cán luyện thích hợp. Làm nguội trên bề mặt phẳng, khô.

i) Ổn định mẻ cán trong khoảng thời gian từ 2 h đến 24 h sau khi trộn và trước khi lưu hóa, nếu có thể ở nhiệt độ và độ ẩm tiêu chuẩn quy định trong TCVN 1592 (ISO 23529).

5.3.4.2.3  Hỗn luyện hai giai đoạn kể cả bước cán cho lần hỗn luyện cuối cùng

5.3.4.2.3.1  Yêu cầu chung

Máy luyện kín dùng trong phòng thử nghiệm phải được để nguội xuống đến 60 °C từ khi kết thúc mẻ cán thử nghiệm này đến khi bắt đầu mẻ cán tiếp theo.

5.3.4.2.3.2  Giai đoạn 1 - Giai đoạn hỗn luyện ban đầu

Kỹ thuật hỗn luyện phải sao cho thu được sự phân tán tốt của tất cả các thành phần.

Nhiệt độ cuối cùng của mẻ cán được lấy ra sau khi hỗn luyện phải từ 150 °C đến 170 °C. Nếu cần, điều chỉnh khối lượng của mẻ hoặc nhiệt độ của đầu trộn sao cho điều kiện này được đáp ứng.

Ví dụ về quy trình hỗn luyện cho bước hỗn luyện ban đầu được nêu từ a) đến k) dưới đây.

h) Sau khi tháo liệu, kiểm tra ngay nhiệt độ của mẻ bằng dụng cụ đo thích hợp. Nếu nhiệt độ đo được nằm ngoài dải nhiệt độ từ 150 °C đến 170 °C, loại bỏ mẻ.

i) Cho mẻ đi qua máy cán ba lần với khe hở của máy cán luyện là 2,5 mm và tại nhiệt độ của trục cán là 70 °C ± 5 °C.

j) Tạo thành tấm mẻ cán tới độ dày khoảng 10 mm và xác định khối lượng của mẻ. Nếu khối lượng chênh lệch so với lý thuyết một giá trị lớn hơn + 0,5 % hoặc - 1,5 %, loại bỏ mẻ và trộn lại.

k) Để ổn định mẻ trong khoảng thời gian ít nhất là 30 min và nhiều nhất là 24 h, nếu có thể tại nhiệt độ và độ ẩm tiêu chuẩn quy định trong TCVN 1592 (ISO 23529).

Các máy luyện kín dùng trong phòng thử nghiệm nhỏ hơn không cung cấp lượng hỗn hợp đủ cho bước hỗn luyện cuối cùng vì cần phải có khối lượng mẻ cán nhiều gấp ba lần khối lượng hỗn liệu. Trong những trường hợp này, máy luyện kín dùng trong phòng thử nghiệm có thể được sử dụng cho lần hỗn luyện cuối cùng. Nhiệt độ của đầu trộn hoặc khối lượng của mẻ có thể được điều chỉnh sao cho nhiệt độ cuối cùng của mẻ cán được lấy ra không vượt quá 120 °C.

5.3.4.2.3.3  Giai đoạn 2 - Giai đoạn hỗn luyện cuối cùng

Kỹ thuật hỗn luyện phải sao cho thu được sự phân tán tốt của tất cả các thành phần. Nhiệt độ cuối cùng mẻ được lấy ra sau khi hỗn luyện không được vượt quá 120 °C.

Khi sử dụng máy luyện kín dùng trong phòng thử nghiệm (LIM), điều chỉnh, nếu cần, khối lượng của mẻ hoặc nhiệt độ của đầu trộn sao cho điều kiện này được đáp ứng.

Khi sử dụng máy cán luyện, cài đặt nhiệt độ bề mặt các trục cán tại 70 °C ± 5 °C và duy trì ở giá trị này trong khi hỗn luyện. Khối lượng mẻ cán phòng thử nghiệm tiêu chuẩn, tính bằng gam, phải trên cơ sở ba lần khối lượng đơn phối liệu nếu không có quy định khác trong quy trình đánh giá cao su thích hợp.

Ví dụ về quy trình hỗn luyện LIM cho lần hỗn luyện cuối cùng được nêu từ a) đến h) dưới đây.

d) Nâng thượng đỉnh, mở buồng hỗn luyện và tháo liệu. Ghi lại nhiệt độ lớn nhất của mẻ cán.

e) Sau khi tháo liệu, cán qua máy cán luyện 4 lần ở nhiệt độ của trục cán là 70 °C ± 5 °C và với khe hở của máy cán luyện là 0,8 mm.

f) Xác định khối lượng của mẻ và ghi lại. Nếu khối lượng chênh lệch so với lý thuyết một giá trị lớn hơn + 0,5 % hoặc - 1,5 %, loại bỏ mẻ và trộn lại.

g) Cán mẻ thành tấm tới độ dày khoảng 2,2 mm để chuẩn bị các thanh thử hoặc đến độ dày thích hợp để chuẩn bị các mẫu thử hình vòng xuyến ISO theo TCVN 4509 (ISO 37).

h) Ổn định mẻ cán trong khoảng thời gian từ 2 h đến 24 h sau khi trộn và trước khi lưu hóa, nếu có thể ở nhiệt độ và độ ẩm tiêu chuẩn quy định trong TCVN 1592 (ISO 23529).

Ví dụ về quy trình hỗn luyện bằng máy cán luyện cho lần hỗn luyện cuối cùng được nêu từ a) đến g) như sau.

f) Cán mẻ thành tấm tới độ dày khoảng 2,2 mm để chuẩn bị các thanh thử hoặc đến độ dày thích hợp để chuẩn bị các mẫu thử hình vòng xuyến ISO theo TCVN 4509 (ISO 37). Xác định khối lượng của mẻ và ghi lại. Nếu khối lượng chênh lệch so với lý thuyết một giá trị lớn hơn + 0,5 % hoặc - 1,5 %, loại bỏ mẻ và trộn lại.

g) Ổn định mẻ cán trong khoảng thời gian từ 2 h đến 24 h sau khi trộn và trước khi lưu hóa, nếu có thể ở nhiệt độ và độ ẩm tiêu chuẩn quy định trong TCVN 1592 (ISO 23529).

6  Đánh giá đặc tính lưu hóa bằng thử nghiệm trên máy đo lưu hóa

6.1  Sử dụng máy đo lưu hóa đĩa dao động

Đo các thông số thử nghiệm tiêu chuẩn sau đây:

M_L, M_H tại thời điểm xác định, t_s1, t'_c(50), t'_c(90)

theo TCVN 6094 (ISO 3417), sử dụng các điều kiện thử nghiệm sau đây:

- tần số dao động: 1,7 Hz (100 chu trình trên phút);

- biên độ dao động: cung 1° (có thể chọn cung 3°);

- độ chọn lọc: được chọn để cho ít nhất là 75 % độ lệch của toàn thang đo tại giá trị M_H (lưu ý rằng, với một số cao su, có thể không đạt được 75 %);

- nhiệt độ khuôn: 160°C ± 0,3°C;

- thời gian tiền gia nhiệt: không.

6.2  Sử dụng máy đo lưu hóa không rotor

Đo các thông số thử nghiệm tiêu chuẩn sau đây:

F_L, F_H tại thời điểm xác định, t_s1, t'_c(50), t'_c(90)

theo TCVN 12010 (ISO 6502), sử dụng các điều kiện thử nghiệm sau đây:

- tần số dao động: 1,7 Hz (100 chu trình trên phút);

- biên độ dao động: cung 0,5° (có thể chọn cung 1°);

- độ chọn lọc: được chọn để cho ít nhất là 75 % độ lệch của toàn thang đo tại giá trị F_H (lưu ý rằng, với một số cao su, có thể không đạt được 75 %);

- nhiệt độ khuôn: 160 °C ± 0,3 °C;

- thời gian tiền gia nhiệt: không.

7  Đánh giá đặc tính ứng suất-giãn dài khi kéo của hỗn hợp thử đã lưu hóa

Lưu hóa các tấm ở nhiệt độ 140 °C trong các khoảng thời gian 20 min, 30 min, 40 min và 60 min. Ổn định các tấm đã lưu hóa trong khoảng thời gian từ 16 h đến 96 h, nếu có thể ở nhiệt độ và độ ẩm tiêu chuẩn quy định trong TCVN 1592 (ISO 23529). Đo các đặc tính ứng suất-giãn dài theo TCVN 4509 (ISO 37).

8  Báo cáo thử nghiệm

Báo cáo thử nghiệm phải bao gồm các thông tin sau đây:

a) viện dẫn tiêu chuẩn này:

b) tất cả các chi tiết cần thiết để nhận dạng mẫu;

c) đơn phối liệu thử tiêu chuẩn và quy trình hỗn luyện được sử dụng;

d) các vật liệu chuẩn được sử dụng;

e) thử nghiệm trên máy đo lưu hóa được sử dụng trong Điều 6 (TCVN 6094 (ISO 3417) hoặc TCVN 12010 (ISO 6502));

f) bất kỳ đặc điểm bất thường được ghi nhận trong khi xác định;

g) bất kỳ thao tác nào không được nêu trong tiêu chuẩn này hoặc ở trong các tiêu chuẩn được viện dẫn, cũng như mọi thao tác được coi là tùy chọn, ví dụ các hỗn hợp chủ có được sử dụng hay không;

h) biểu thị các kết quả và đơn vị đo;

i) ngày thử nghiệm.

Phụ lục A

(Quy định)

Quy trình chuẩn bị hỗn hợp cao su thông qua việc sử dụng các hỗn hợp chủ

A.1  Đơn phối liệu hỗn hợp chủ

Cao su để chuẩn bị các hỗn hợp chủ phải có chất lượng tương tự với cao su được thử nghiệm. Các tỷ lệ theo khối lượng của vật liệu thành phần sử dụng được nêu ở Bảng A.1.

Bảng A.1 - Đơn phối liệu hỗn hợp chủ

A.2  Đơn phối liệu hỗn hợp thử

Các hỗn hợp thử được cấu thành như nêu trong Bảng A.2.

Bảng A.2 - Đơn phối liệu hỗn hợp thử

A.3  Chuẩn bị hỗn hợp chủ bằng quy trình hỗn luyện trên máy cán luyện

Duy trì việc làm nguội các trục của máy cán luyện bằng cách cho nước chạy qua suốt quá trình hỗn luyện.

d) Cắt hỗn hợp chủ khỏi máy cán luyện và kiểm tra khối lượng. Nếu khối lượng chênh lệch so với lý thuyết một giá trị lớn hơn + 0,5 % hoặc - 1,5 %, loại bỏ mẻ và trộn lại.

e) Làm nguội các trục cán đến 27 °C ± 5 °C sử dụng nước máy ở nhiệt độ thường.

f) Khóa các trục của máy cán luyện vào kẹp giữ và ép thông hỗn hợp chủ ba lần qua các trục, mỗi lần ép thông quay cuộn cao su thành khối tròn.

g) Tạo thành tấm hỗn hợp chủ qua khe hở của máy cán là 1,4 mm.

h) Bảo quản các hỗn hợp chủ trong các thùng chứa kín khí ở nhiệt độ thường là 23 °C ± 2 °C hoặc 27 °C ± 2 °C. Thời gian bảo quản không được quá ba tháng.

A.4  Chuẩn bị hỗn hợp thử

Nhiệt độ bề mặt các trục của máy cán luyện phải được duy trì tại 70 °C ± 5 °C trong suốt quá trình hỗn luyện.

d) Kiểm tra khối lượng của mẻ. Nếu khối lượng chênh lệch so với lý thuyết một giá trị lớn hơn + 0,5 % hoặc - 1,5 %, loại bỏ mẻ và trộn lại.

e) Tạo mẻ cán thành tấm qua khe hở của máy cán luyện là 1,4 mm.

f) Ổn định mẻ cán trong khoảng thời gian từ 2 h đến 24 h sau khi trộn và trước khi lưu hóa, nếu có thể ở nhiệt độ và độ ẩm tiêu chuẩn quy định trong TCVN 1592 (ISO 23529).

Phụ lục B

(Tham khảo)

Công bố về độ chụm đối với cả hai máy cán luyện và máy luyện kín

B.1  Tổng quan

Công bố về độ chụm này nhận được từ chương trình thử nghiệm liên phòng thử nghiệm (ITP) được tiến hành năm 2005 trên các hỗn hợp cao su thiên nhiên (STR 20 CV 60), được cán trộn bằng máy cán luyện phòng thử nghiệm và bằng các máy luyện kín dùng trong phòng thử nghiệm (LIM) với các kích thước khác nhau. Cacbon đen được sử dụng là IRB7.

CHÚ THÍCH 1: Các LIM được sử dụng đã bao hàm các dạng máy trộn thường được mô tả như "cỡ nhỏ", "cỡ trung bình" và "phòng thử nghiệm".

ITP đã tiến hành sử dụng các Quy trình và Hướng dẫn về độ chụm theo quy định trong ISO/TR 9272. Nên viện dẫn tiêu chuẩn này đối với các chi tiết và thuật ngữ khác về sự xác định độ tin cậy.

Hai phương pháp đo được đánh giá đối với mỗi kiểu quy trình trộn: thử nghiệm ứng suất-giãn dài và thử nghiệm trên máy đo lưu hóa. Độ chụm của đặc tính ứng suất-giãn dài được đánh giá đối với ứng suất (môđun) ở độ giãn dài 100 %, 200 % và 300 %, độ giãn dài khi đứt và độ bền kéo. Độ chụm của máy đo lưu hóa được đánh giá đối với M_H (moment xoắn cực đại), M_L (moment xoắn cực tiểu), t_s1 (thời gian lưu hóa sớm hoặc thời gian để tăng 1 dN.m), t'_c(50) (thời gian đạt 50 % moment xoắn toàn phần) và t'_c(90) (thời gian đạt 90 % moment xoắn toàn phần).

Độ chụm kiểu 2 được đánh giá. Vào mỗi ngày trong số 2 ngày thử nghiệm, mỗi hỗn hợp được trộn và được chuẩn bị hai lần và được thử nghiệm riêng biệt ở ngày thử nghiệm 1 và ngày thử nghiệm 2 cách nhau 1 tuần.

Kết quả thử nghiệm đối với mỗi đặc tính được lấy là trung bình của hai giá trị thử nghiệm lặp lại thu được trên hai các hỗn hợp được chuẩn bị ở ngày thử nghiệm và độ chụm được biểu thị bằng các đơn vị đo các kết quả thử nghiệm.

Đối với thử nghiệm LIM, có chín phòng thử nghiệm tham gia trong chương trình thử nghiệm. Tuy nhiên, mỗi phòng thử nghiệm không có máy trộn giống nhau về chủng loại hoặc kích cỡ. Kích cỡ của các máy trộn được sử dụng ở trong ITP là 80 cm³, 85 cm³, 242 cm³, 270 cm³, 588 cm³, 1 200 cm³, 1 500 cm³, 1 530 cm³, 1 600 cm³ và 3 000 cm³.

CHÚ THÍCH 2: Hai trong số các phòng thử nghiệm đã sử dụng than đen FEF thay cho IRB7 và một phòng thử nghiệm đã sử dụng lưu biến kế đĩa dao động thay cho lưu biến kế khuôn chuyển động. Các kết quả từ các phòng thử nghiệm này không được nêu ở trong phân tích.

Ngoài việc được sử dụng để xác định độ chụm, các dữ liệu từ ITP được phân tích để xác định ảnh hưởng và ảnh hưởng như thế nào của kiểu máy trộn (kích cỡ và các điều kiện vận hành khác) đến các kết quả thử nghiệm. Một số phòng thử nghiệm đã đệ trình các dữ liệu từ vài cỡ máy trộn và các dữ liệu từ các máy trộn riêng rẽ này được hợp nhất vào ITP như là các dữ liệu từ các phòng thử nghiệm riêng lẻ. Điều này đã cung cấp cơ sở dữ liệu tương đương với 12 phòng thử nghiệm. Mỗi sự kết hợp máy trộn-phòng thử nghiệm được gọi là phòng thử nghiệm giả định.

Kết quả độ chụm theo xác định từ ITP này không được sử dụng cho thử nghiệm chấp nhận hoặc loại bỏ bất kỳ nhóm vật liệu hoặc sản phẩm nào mà không có tài liệu chứng minh rằng các kết quả đánh giá độ chụm này thực tế áp dụng được cho sản phẩm hoặc vật liệu đã thử nghiệm.

B.2  Kết quả độ chụm

B.2.1  Khái quát

Kết quả độ chụm đối với cả hai dạng máy trộn và đối với các thử nghiệm ứng suất-giãn dài cũng như thử nghiệm trên máy đo lưu hóa được nêu ở các Bảng B.1, B.2, B.3 và B.4. Các kết quả này đã thu được bằng cách sử dụng các bước loại bỏ giá trị ngoại biên (số lạc) quy định trong ISO/TR 9272:2005. Các báo cáo tổng quát đối với việc sử dụng các kết quả độ chụm được nêu dưới đây. Những báo cáo này đề cập đến các thông số độ chụm tuyệt đối, r và R, cũng như độ chụm tương đối, (r) và (R).

B.2.2  Độ lặp lại

Độ lặp lại, hay độ chụm phạm vi cục bộ, đối với mỗi phương pháp thử nghiệm đã được thiết lập bởi các giá trị được thấy trong các Bảng B.1, B.2, B.3 và B.4 đối với mỗi phép đo thông số được liệt kê ở trong các bảng. Hai kết quả thử nghiệm riêng lẻ thu được trong cùng phòng thử nghiệm (bằng việc sử dụng đúng cách tiêu chuẩn này) mà khác với ghi trong bảng ở trên đối với r, tính bằng đơn vị phép đo hoặc (r) tính theo phần trăm, sẽ được coi là đáng ngờ, ví dụ bị lẫn từ tập hợp khác. Quyết định như vậy hàm ý rằng cần tiến hành đầu tư nghiên cứu phù hợp.

B.2.3  Độ tái lập

Độ tái lập, hay độ chụm phạm vi toàn cục, đối với mỗi phương pháp thử nghiệm đã được thiết lập bởi các giá trị có trong các Bảng B.1, B.2, B.3 và B.4 đối với mỗi phép đo thông số được liệt kê ở trong các bảng. Hai kết quả thử nghiệm riêng lẻ thu được trong các phòng thử nghiệm khác nhau (với việc sử dụng đúng cách tiêu chuẩn này) mà khác với bản ghi trong bảng ở trên đối với R, tính bằng đơn vị phép đo, hoặc (R), tính theo phần trăm, sẽ được coi là đáng ngờ, ví dụ bị lẫn từ tập hợp khác. Quyết định như vậy hàm ý rằng cần tiến hành đầu tư nghiên cứu phù hợp.

B.3  Các điều kiện trộn

Bảng B.5 đưa ra các điều kiện trộn đối với mỗi máy trộn sử dụng ở trong ITP ví dụ nhiệt độ của đầu trộn, tốc độ của rotor, kiểu rotor, v.v...

B.4  So sánh độ chụm tương đối

Điểm chung là, những so sánh về (r) và (R) là loại so sánh có hiệu lực duy nhất vì những khác biệt về các giá trị đặc tính tuyệt đối. Các kết quả độ chụm từ cao su hỗn luyện trên máy cán luyện và máy luyện kín dùng trong phòng thử nghiệm (LIM) trộn có thể được tóm tắt như sau.

Đối với thử nghiệm ứng suất-giãn dài (xem Bảng B.1 và Bảng B.3), các giá trị trung bình tổng thể của độ lặp lại (r) đối với việc trộn trên máy cán và LIM tương ứng là 6,98 % và 4 76 %. Các giá trị của độ tái lập trung bình tổng thể (R) tương ứng là 20,7 % và 20,9 %.

Đối với thử nghiệm trên máy đo lưu hóa (xem Bảng B.2 và Bảng B.4), các giá trị trung bình tổng thể của (r) đối với việc trộn trên máy cán luyện và LIM tương ứng là 8,82 % và 5,92 %. Đối với độ tái lập (R), các giá trị trung bình tương ứng là 38,1 % và 29,5 %.

Những khác biệt nhỏ về trị số ở (r) và ở (R) thường (và không thực sự có ý nghĩa) thuộc về các so sánh thuộc loại này, đem lại các biến thiên cố hữu trong các kết quả của thử nghiệm ITP.

Như vậy, có thể kết luận rằng ITP này chứng tỏ rằng không có sự khác biệt đáng kể giữa quy trình hỗn luyện bằng máy cán luyện và bằng LIM.

Bảng B.1 - Độ chụm (kiểu 2) - Hỗn luyện bằng máy cán luyện - Ứng suất-giãn dài

Bảng B.2 - Độ chụm (kiểu 2) - Hỗn luyện bằng máy cán luyện - Các đặc tính của máy đo lưu hóa

Bảng B.3 - Độ chụm (kiểu 2) - Hỗn luyện bằng LIM - Ứng suất-giãn dài

Bảng B.4 - Độ chụm (kiểu 2) - Hỗn luyện bằng LIM - Các đặc tính của máy đo lưu hóa

Bảng B.5 - Các chi tiết tóm tắt về điều kiện hỗn luyện được sử dụng ở trong ITP

B.5  Độ chệch

Độ chệch là sự chênh lệch giữa kết quả thử nghiệm trung bình đo được với giá trị chuẩn hoặc giá trị thực đối với phép đo đang tiến hành. Các giá trị chuẩn không tồn tại đối với phương pháp thử nghiệm này, do vậy không thể xác định độ chệch.

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] ISO/TR 9272:2005, Rubber and rubber products - Determination of precision for test method standards (Cao su và sản phẩm cao su - Xác định độ chụm đối với các tiêu chuẩn phương pháp thử).

MỤC LỤC

Lời nói đầu

Lời giới thiệu

1  Phạm vi áp dụng

2  Tài liệu viện dẫn

3  Lấy mẫu và quy trình chuẩn bị tiếp theo

4  Thử nghiệm vật lý và hóa học trên cao su thô

4.1  Độ nhớt Mooney

4.2  Hàm lượng chất bay hơi

4.3  Đặc tính kỹ thuật khác theo yêu cầu

5  Chuẩn bị hỗn hợp thử

5.1  Yêu cầu chung

5.2  Đơn phối liệu thử tiêu chuẩn

5.3  Cách tiến hành

6  Đánh giá đặc tính lưu hóa bằng thử nghiệm trên máy đo lưu hóa

6.1  Sử dụng máy đo lưu hóa đĩa dao động

6.2  Sử dụng máy đo lưu hóa không rotor

7  Đánh giá đặc tính ứng suất-giãn dài khi kéo của hỗn hợp thử đã lưu hóa

8  Báo cáo thử nghiệm

Phụ lục A (Quy định) Quy trình chuẩn bị hỗn hợp cao su thông qua việc sử dụng các hỗn hợp chủ

Phụ lục B (Tham khảo) Công bố về độ chụm đối với cả hai máy cán luyện và máy luyện kín

Thư mục tài liệu tham khảo