Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 1597-2:2018 Xác định độ bền xé rách cao su lưu hóa

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 1597-2:2018

ISO 34-2:2015

CAO SU LƯU HÓA HOẶC NHIỆT DẺO - XÁC ĐỊNH ĐỘ BỀN XÉ RÁCH - PHẦN 2: MẪU THỬ NHỎ

Rubber, vulcanized or thermoplastic - Determination of tear strength - Part 2: Small (Delft) test pieces

Lời nói đầu

TCVN 1597-2:2018 thay thế TCVN 1597-2:2013.

TCVN 1597-2:2018 hoàn toàn tương đương ISO 34-2:2015.

TCVN 1597-2:2018 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.

Bộ TCVN 1597, Cao su lưu hóa hoặc nhiệt dẻo - Xác định độ bền xé rách, bao gồm các tiêu chuẩn sau:

- TCVN 1597-1:2018 (ISO 34-1:2015) Phần 1: Mẫu thử dạng quần, góc và cong lưỡi liềm;

- TCVN 1597-2:2018 (ISO 34-2:2015) Phần 2: Mẫu thử nhỏ (Delft).

CAO SU LƯU HÓA HOẶC NHIỆT DẺO - XÁC ĐỊNH ĐỘ BỀN XÉ RÁCH - PHẦN 2: MẪU THỬ NHỎ (DELFT)

Rubber, vulcanized or thermoplastic - Determination of tear strength - Part 2: Small (Delft) test pieces

CẢNH BÁO 1: Những 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, nếu có. 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 hiện hành.

CẢNH BÁO 2: 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 địa phương. Nên tham khảo các tài liệu thích hợp về xử lý an toàn và thải bỏ sau khi sử dụng.

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định độ bền xé rách các mẫu thử nhỏ (mẫu thử Delft) của cao su lưu hóa hoặc nhiệt dẻo.

CHÚ THÍCH: Phương pháp không nhất thiết đưa ra các kết quả khớp với các kết quả đã cho theo phương pháp mô tả trong TCVN 1597-1 (ISO 34-1), sử dụng mẫu thử dạng quần, dạng góc và dạng cong lưỡi liềm. Tiêu chuẩn này được sử dụng ưu tiên hơn TCVN 1597-1 (ISO 34-1) khi lượng vật liệu có sẵn bị hạn chế, và đặc biệt phù hợp đối với kiểm tra các thành phẩm nhỏ.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau đây là cần thiết khi 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 bản sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 1592 (ISO 23529), Cao su - Quy trình chung để chuẩn bị và ổn định mẫu thử cho các phương pháp thử vật lý.

TCVN 11019:2015 (ISO 18899:2013), Cao su - Hướng dẫn hiệu chuẩn thiết bị thử nghiệm.

ISO 5893, Rubber and plastics test equipment - Tensile, flexural and compression types (constant rate of traverse) - Specification [Thiết bị thử cao su và chất dẻo - Các loại thiết bị kéo, uốn và nén (tốc độ dịch chuyển không đổi) - Yêu cầu kỹ thuật].

3  Nguyên tắc

Đo lực cần thiết để xé rách chiều rộng của một mẫu thử nhỏ có sẵn một đường rạch ở tâm.

4  Thiết bị, dụng cụ

4.1  Máy thử kéo, phù hợp với các yêu cầu của ISO 5893, có khả năng đo lực với độ chính xác tương ứng cấp độ 1 như định nghĩa trong ISO 5893, với tốc độ kéo của kẹp di chuyển là 500 mm/min ± 50 mm/min.

4.2  Khuôn cắt, để cắt mẫu thử. Khuôn và dao để tạo đường rạch được chỉ ra trong Hình 1 và 2.

4.3  Thiết bị đo độ dày, phù hợp với các yêu cầu của TCVN 1592 (ISO 23529) và có một chân hình tròn đường kính xấp xỉ 6 mm, tạo ra một áp lực 22 kPa ± 5 kPa.

4.4  Kính hiển vi di động, có độ phóng đại ít nhất là 10 lần, có gắn vạch chia độ với độ chia 0,01 mm.

5  Hiệu chuẩn

Yêu cầu hiệu chuẩn thiết bị thử nghiệm được nêu trong Phụ lục B.

6  Mẫu thử

6.1  Hình dạng và kích thước

Mẫu thử hình chữ nhật và phù hợp với kích thước chỉ ra trong Hình 3 và Bảng 1.

Mẫu thử phải được cắt ra từ tấm theo cách dập bằng khuôn (4.2), với một lần đập duy nhất bằng búa gỗ hoặc (tốt nhất là) một lần đập duy nhất của máy đột. Cao su có thể được làm ướt bằng nước hoặc dung dịch xà phòng, và phải được đặt trên một tấm vật liệu ít đàn hồi (ví dụ miếng da, dây đai cao su hoặc bìa cứng) trên một bề mặt phẳng, cứng.

Độ bền xé rách đặc biệt dễ bị ảnh hưởng bởi hiệu ứng thớ trong cao su. Thông thường, tất cả các mẫu thử được chuẩn bị với thớ vuông góc với chiều dài mẫu, trong trường hợp hiệu ứng thớ trong cao su là đáng kể và cần được đánh giá, thì hai bộ mẫu thử phải được cắt ra từ tấm, một bộ có chiều dài vuông góc với thớ và và bộ kia song song với thớ.

Độ dày d của các mẫu thử phải là 2,0 mm ± 0,2 mm.

Kích thước tính bằng milimét

CHÚ THÍCH: b₃ = W - w (phương pháp 2)

Hình 1 - Khuôn mẫu thử Delft

Kích thước tính bằng milimét

CHÚ THÍCH: Cạnh cắt.

Hình 2 - Chi tiết của khuôn cắt cạnh mẫu thử Delft

CHÚ DẪN:

^a  Khía đối xứng với chiều rộng.

Hình 3 - Mẫu thử

Bảng 1 - Kích thước mẫu thử

6.2  Đo kích thước

6.2.1  Đo độ dày

Đo độ dày của mẫu thử theo phương pháp A của TCVN 1592:2013 (ISO 23529:2010). Lấy ít nhất ba giá trị đo trong vùng đường rạch. Nếu số lần đo là chẵn, sử dụng giá trị trung bình của hai giá trị trung vị làm kết quả. Nếu số lần đo là lẻ, sử dụng giá trị trung vị. Không giá trị đo nào có độ lệch quá 2 % so với giá trị sử dụng. Khi các kết quả thử nghiệm được sử dụng cho mục đích so sánh, độ dày của mỗi một mẫu thử phải không được thay đổi quá 10 % so với độ dày trung bình của tất cả các mẫu thử.

6.2.2  Đo chiều rộng tổng bên ngoài đường rạch

6.2.2.1  Quy định chung

Chiều rộng tổng bên ngoài của đường rạch b₃ tương ứng với cao su bị xé rách.

Có thể sử dụng hai phương pháp đo. Phương pháp 1 về lý thuyết là chính xác hơn, nhưng khó sử dụng trong thực tế. Phương pháp 2 được sử dụng thông dụng, đơn giản hơn nhưng có thể đưa ra các kết quả khác nhau. Trừ phi có quy định khác, sử dụng phương pháp 2.

Không so sánh các kết quả thu được khi đo mẫu thử theo các phương pháp khác nhau.

6.2.2.2  Phương pháp 1: Đo bằng kính hiển vi di động

Khi sử dụng cùng loại khuôn để chuẩn bị mẫu thử từ cao su có độ cứng khác nhau thì chiều dài của đường rạch và chiều rộng tổng của mẫu thử thay đổi. Hơn nữa, độ sâu của đường rạch có thể không đồng đều, nhưng có thể lại rộng hơn ở bề mặt. Do vậy, lấy một mẫu thử được cắt ra bằng khuôn, dùng nó để đo chiều rộng bị xé rách bằng cách cắt mẫu thử với một lưỡi dao sắc trên mặt phẳng đường rạch và đo bề mặt cắt (chiều rộng một trong hai cạnh của đường rạch) bằng kính hiển vi di động. Các đầu cuối của đường rạch được uốn cong như chỉ ra trong Hình 4, và phương thức tính chiều rộng của đường cong này khi đo chiều rộng một trong hai cạnh của đường rạch như sau:

Lấy chiều rộng bên cạnh trái b₁, là khoảng cách từ đường AB đến đường ảo A'B', được đặt ở vị trí sao cho tổng diện tích S₁ + S₂ = S₃.

Tương tự, trên cạnh phải, hình dung một đường C’D’ được đặt ở vị trí sao cho tổng diện tích S'₁ + S'₂ = S'₃ và b₂ là chiều rộng.

Chiều rộng tổng b₃ bên ngoài đường rạch (có nghĩa là cao su bị xé rách) khi đó là b₁ + b₂.

Kích thước tính bằng milimét

CHÚ DẪN:

a  Đỉnh

b  Đáy

CHÚ THÍCH: b₃ = b₁ + b₂ (phương pháp 1)

Hình 4 - Mặt cắt qua đường rạch trong mẫu thử Delft

6.2.2.3  Phương pháp 2 (đơn giản hơn): Đo từ kích thước của khuôn sử dụng để cắt mẫu thử

Tính toán b₃ từ kích thước của khuôn (xem Hình 1), bằng cách sử dụng công thức (1):

b3 = W - w        (1)

trong đó

W  là khoảng cách đo được giữa các cạnh cắt của khuôn;

w  là chiều rộng đo được của dao để cắt đường rạch.

6.3  Thời gian từ lưu hóa đến thử nghiệm

Khoảng thời gian từ lưu hóa đến thử nghiệm phải phù hợp với TCVN 1592 (ISO 23529).

6.4  Số lượng

Phải thử nghiệm ít nhất ba mẫu thử hoặc tốt nhất là sáu mẫu thử.

7  Nhiệt độ thử

Thông thường phép thử được thực hiện ở nhiệt độ tiêu chuẩn phòng thử nghiệm theo quy định trong TCVN 1592 (ISO 23529).

Nếu phép thử được thực hiện ở nhiệt độ khác với nhiệt độ tiêu chuẩn phòng thử nghiệm, ngay trước khi thử nghiệm mẫu thử phải được ổn định trong một thời gian cần thiết để đạt được cân bằng nhiệt độ tại nhiệt độ thử. Thời gian ổn định phải càng ngắn càng tốt để tránh cao su bị già hóa [xem TCVN 1592 (ISO 23529)].

Sử dụng nhiệt độ giống nhau trong suốt một phép thử bất kỳ, cũng như dãy phép thử bất kỳ với dự định so sánh.

8  Cách tiến hành

Lắp mẫu thử vào trong máy thử sao cho khoảng cách tự do giữa các điểm tiếp xúc của các má kẹp trên mẫu thử là 30 mm, có nghĩa là mỗi má kẹp cách vết khía 15 mm. Kéo căng mẫu thử trên máy. Kéo căng liên tục tới khi mẫu thử bị xé hoàn toàn. Ghi lực lớn nhất đạt được khi xé rách.

9  Biểu thị kết quả

Lực xé rách phụ thuộc vào độ dày của mẫu thử và chiều rộng của cao su bị xé, do vậy kết quả được biểu thị là lực cần thiết để xé rách một mẫu thử có chiều rộng và độ dày chuẩn. Giá trị này, độ bền xé rách F₀, tính bằng niutơn, được tính theo công thức (2):

          (2)

trong đó

8 là tích của các giá trị danh nghĩa b₃ (4 mm) và d (2 mm);

F là lực cần thiết để xé rách mẫu thử, tính bằng niutơn;

b₃ là chiều rộng thực của cao su bị xé trong mẫu thử, tính bằng milimét (xem 6.2):

d là độ dày thực của mẫu thử, tính bằng milimét.

Sắp xếp các giá trị theo giá trị tăng dần và lấy kết quả trung bình của hai giá trị trung vị nếu số lượng mẫu thử là chẵn, hoặc giá trị trung vị nếu số lượng mẫu thử là lẻ. Nếu chỉ ba mẫu thử được thử nghiệm, phải lấy tất cả các kết quả riêng biệt.

10  Độ chụm

Xem Phụ lục A.

11  Báo cáo thử nghiệm

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

a) mô tả đầy đủ mẫu và nguồn gốc của mẫu,

b) viện dẫn tiêu chuẩn này [TCVN 1597-2:2018 (ISO 34-2:2015)];

c) các chi tiết về mẫu;

1) số mẫu đã được thử,

2) độ dày trung bình của mỗi mẫu thử, được tính theo 6.2.1,

3) chiều rộng tổng của mỗi mẫu thử bên ngoài đường rạch,

4) phương pháp đo chiều rộng tổng bên ngoài đường rạch,

5) thời gian và nhiệt độ ổn định trước khi thử,

6) nhiệt độ thử,

7) hướng của thớ trong mẫu thử liên quan tới lực tác động,

8) các đặc tính bất kỳ của các mẫu thử ghi nhận được trong lúc thử

9) các chi tiết bất kỳ của quy trình không được quy định trong tiêu chuẩn này;

d) các kết quả thử, được biểu thị theo Điều 9;

e) ngày thử nghiệm.

Phụ lục A

(tham khảo)

Kết quả độ chụm từ chương trình thử nghiệm liên phòng

A.1  Tổng quan

Tính độ chụm để biểu thị các giá trị độ lặp lại và độ tái lập được thực hiện theo ISO/TR 9272, tài liệu hướng dẫn cho các phương pháp thử của ISO/TC 45. Tham khảo ISO/TR 9272 cho các khái niệm và thuật ngữ về độ chụm.

A.2  Kết quả độ chụm từ ITP

A.2.1  Chi tiết chương trình

Hai chương trình thử nghiệm liên phòng (ITP) được tổ chức và thực hiện bởi Pháp vào năm 1989 và 2011. Đối với ITP tổ chức vào năm 1989, các mẫu thử đã chuẩn bị được cung cấp và mỗi phòng thử nghiệm thành viên thực hiện các thao tác sau: đo độ dày, đo chiều rộng tổng bên ngoài của đường rạch (phương pháp 1 và 2) và cuối cùng đo độ bền xé rách.

Đối với mỗi bộ phép đo sử dụng hai kiểu mẫu thử:

- các mẫu thử hướng 1, cắt có thớ cán vuông góc với hướng giãn dài;

- các mẫu thử hướng 2, cắt có thớ cán song song với hướng giãn dài.

Đối với ITP tổ chức vào năm 2011, các mẫu thử đã chuẩn bị được cung cấp và mỗi phòng thử nghiệm thành viên thực hiện các thao tác sau: khía mẫu thử (nếu yêu cầu), đo độ dày và đo độ bền xé rách.

Tổng số có bốn hỗn hợp được sử dụng trong phép thử. Các mẫu được ký hiệu là các Hỗn hợp A, B, C và E. Đối với chi tiết thành phần của vật liệu và sự lưu hóa của chúng, xem Bảng A.1.

Bảng A.1 - Thành phần

Số phòng thử nghiệm có dữ liệu độ chụm đối với mỗi tính chất, được nêu trong các bảng kết quả độ chụm (Bảng A.2 đến A.6). Số phòng thử nghiệm thành viên được nêu trong các bảng này là số cuối cùng sau khi loại bỏ các phòng thử nghiệm có giá trị ngoại biên (số lạc). Đối với ITP tổ chức vào năm 1989, chỉ biết được tổng số các phòng thử nghiệm.

Đối với cả hai ITP, việc thử nghiệm được thực hiện trong khoảng thời gian hai tuần liên tiếp. Vào một ngày nhất định trong mỗi tuần của bốn tuần, năm (5) phép đo riêng biệt được thực hiện trên các vật liệu. Kết quả thử nghiệm của mỗi tuần là giá trị trung vị của năm phép đo riêng biệt. Tất cả các phân tích được thực hiện trên cơ sở các kết quả thử nghiệm này.

A.2.2  Kết quả độ chụm

Các kết quả độ chụm được liệt kê trong Bảng A.2 đến A.5.

Các kết quả độ chụm khi được xác định bởi ITP này không được áp dụng để thử nghiệm chấp nhận hoặc loại bỏ đối với 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 các sản phẩm hoặc vật liệu được thử.

Giải thích các ký hiệu sử dụng trong Bảng A.2, A.3, A.4 và A.5:

s_r = độ lệch tiêu chuẩn trong phòng thử nghiệm (tính bằng đơn vị đo);

r = độ lặp lại (tính bằng đơn vị đo);

(r) = độ lặp lại (tính bằng phần trăm mức trung bình);

S_R = độ lệch tiêu chuẩn giữa các phòng thử nghiệm (đối với tổng số sự thay đổi giữa các phòng thử nghiệm tính bằng đơn vị đo);

R = độ tái lập (tính bằng đơn vị đo);

(R) = độ tái lập (tính bằng phần trăm mức trung bình).

Bảng A.2 - Dữ liệu độ chụm đối với độ bền xé rách “Delft” - Đo chiều rộng bên ngoài của đường rạch bằng cách sử dụng phương pháp 1 - Hướng 1 (thớ cán vuông góc)

Giá trị độ bền xé rách tính bằng kN/m

Bảng A.3 - Dữ liệu độ chụm đối với độ bền xé rách “Delft” - Đo chiều rộng bên ngoài của đường rạch bằng cách sử dụng phương pháp 1 - Hướng 2 (thớ cán song song)

Giá trị độ bền xé rách tính bằng kN/m

Bảng A.4 - Dữ liệu độ chụm đối với độ bền xé rách “Delft” - Đo chiều rộng bên ngoài của đường rạch bằng cách sử dụng phương pháp 2 - Hướng 1 (thớ cán vuông góc)

Giá trị độ bền xé rách tính bằng kN/m

Bảng A.5 - Dữ liệu độ chụm đối với độ bền xé rách “Delft” - Đo chiều rộng bên ngoài của đường rạch bằng cách sử dụng phương pháp 2 - Hướng 2 (thớ cán song song)

Giá trị độ bền xé rách tính bằng kN/m

Phụ lục B

(quy định)

Kế hoạch hiệu chuẩn

B.1  Xem xét

Trước khi thực hiện hiệu chuẩn, điều kiện của các hạng mục được hiệu chuẩn phải được tìm hiểu chắc chắn bằng việc xem xét và ghi lại trên báo cáo hoặc chứng chỉ của tất cả các lần hiệu chuẩn. Cần phải báo cáo liệu hiệu chuẩn được thực hiện trong điều kiện "như nhận được" hay sau khi có bất cứ sự sửa chữa bất thường hoặc lỗi nào.

Phải biết chắc chắn rằng thiết bị nói chung phù hợp với mục đích sử dụng, bao gồm cả các thông số được quy định là gần đúng và do vậy mà thiết bị không cần thiết phải được hiệu chuẩn chính thức. Nếu các thông số này có khả năng thay đổi thì sự cần thiết kiểm tra định kỳ phải được ghi vào quy trình chi tiết của hiệu chuẩn.

B.2  Kế hoạch

Kiểm tra hoặc hiệu chuẩn thiết bị thử nghiệm là phần bắt buộc của tiêu chuẩn này. Trừ khi có quy định khác, tùy thuộc quyết định của từng phòng thử nghiệm, tần suất hiệu chuẩn và quy trình được áp dụng theo hướng dẫn trong TCVN 11019 (ISO 18899).

Kế hoạch hiệu chuẩn được nêu trong Bảng B.1 phải phù hợp với tất cả các thông số liệt kê quy định trong phương pháp thử, cùng với yêu cầu đã được quy định. Thông số và yêu cầu có thể liên quan đến thiết bị thử chính, bộ phận của thiết bị hoặc thiết bị phụ trợ cần thiết cho phép thử.

Đối với mỗi thông số, quy trình hiệu chuẩn được chỉ rõ bằng viện dẫn đến TCVN 11019 (ISO 18899), đến một ấn bản khác hoặc đến một quy trình cụ thể đối với phương pháp thử đã được chi tiết hóa (ưu tiên sử dụng bất kì qui trình hiệu chuẩn sẵn có nào cụ thể và chi tiết hơn so với TCVN 11019 (ISO 18899)).

Mã chữ cái S được sử dụng trong kế hoạch hiệu chuẩn chỉ rõ khoảng thời gian tiêu chuẩn được nêu trong TCVN 11019 (ISO 18899).

Bảng B.1 - Kế hoạch tần suất hiệu chuẩn

Ngoài các mục liệt kê trong Bảng B.1, còn sử dụng các mục sau đây, tất cả các mục này đều cần hiệu chuẩn phù hợp với TCVN 11019 (ISO 18899):

a) dụng cụ đo thời gian;

b) nhiệt kế để theo dõi nhiệt độ ổn định và thử nghiệm;

c) dụng cụ để xác định kích thước của mẫu thử.

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] TCVN 1597-1 (ISO 34-1), Cao su lưu hóa hoặc nhiệt dẻo - Xác định độ bền xé rách - Phần 1: Mẫu thử dạng quần, góc và cong lưỡi liềm.

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

MỤC LỤC

Lời nói đầu

1  Phạm vi áp dụng

2  Tài liệu viện dẫn

3  Nguyên tắc

4  Thiết bị, dụng cụ

5  Hiệu chuẩn

6  Mẫu thử

6.1  Hình dạng và kích thước

6.2  Đo kích thước

6.2.1  Đo độ dày

6.2.2  Đo chiều rộng tổng bên ngoài đường rạch

6.3  Thời gian từ lưu hóa đến thử nghiệm

6.4  Số lượng

7  Nhiệt độ thử

8  Cách tiến hành

9  Biểu thị kết quả

10  Độ chụm

11  Báo cáo thử nghiệm

Phụ lục A (tham khảo) Kết quả độ chụm từ chương trình thử nghiệm liên phòng

Phụ lục B (quy định) Kế hoạch hiệu chuẩn

Thư mục tài liệu tham khảo