Упруго-прочностные качества резины – причина активности применения материала в широком спектре производственных областей. Полимеры со специфической сетчатой структурой характеризуются высокой эластичностью, демонстрируют сверхбольшие обратимые деформации. Высококачественные сорта могут растягиваться на 500-1000 %, предел прочности при разрыве достигает 40 мПа. К тому же резины без повреждений и деформаций переносят многократные циклы растяжения. Точные численные параметры определяются при испытаниях резин на растяжение.
Виды испытаний резина на сопротивляемость растяжению
Результаты исследований устойчивости резин к растягивающим нагрузкам необходимы сотрудникам отделов технического контроля на предприятиях, выпускающих резиновую продукцию. Тесты нужны конструкторам для выбора оптимального материала. Физико-механические параметры, определяемые при приложении растягивающих усилий, требуются также сотрудникам научно-исследовательских организаций для разработки материалов с адаптированными к условиям эксплуатации качествами.
По принципу приложения усилия к резиновым изделиям эксплуатационные нагрузки подразделяются на статические и динамические разновидности. Первый тип предопределяет приложение усилий с равными или с плавно нарастающими показателями скорости и силы. Под статическими нагрузками работают уплотнители в трубопроводах, неподвижных узлах механизмов.
Динамические усилия воздействуют на резиновые детали, изделия с переменной силой, изменяющимся направлением или длительностью приложения. Под динамическими нагрузками работают уплотнители подвижных соединений, транспортерные ленты конвейеров, приводные ремни, амортизирующие и шумоизолирующие прокладки. Скорость релаксации и процессов, связанных с ползучестью, при приложении динамических усилий выше, чем при статическом варианте.
Методики проведения испытаний на устойчивость резины к растягивающим усилиям регламентируют следующие нормативные документы:
- ГОСТ Р 54553-2019. Стандарт излагает правила исследований для измерения комплекса упруго-прочностных параметров резин и термопластов при приложении статических нагрузок. В результате испытатели получают сведения об общем растягивающем напряжении, о нагрузке, измеряемой при заданном удлинении. Лабораторные исследования позволяют получить численные значения прочности, зарегистрированной при приложении растягивающего и разрывного усилия, измерить относительное удлинение, определить предел текучести. Методика включает исследования при стандартных температурах, под влиянием охлаждения и нагрева.
- ГОСТ ISO 37-2020. Межгосударственный стандарт устанавливает методики выполнения испытаний термопластов и резин, растягиваемых в статическом режиме до момента разрыва. При проведении лабораторных исследований регистрируют величины относительного удлинения до и после разрушения, определяют предел прочности. Предел текучести и деформационные изменения регистрируют только при тестировании ограниченного ряда термопластов и резиновых смесей. Образцы испытывают с заданным напряжением или с заданным удлинением. Методы разработаны для исследования характеристик резин при нормальной температуре.
- ГОСТ 270-75. Стандарт декларирует правила статических испытаний для получения информации о сопротивляемости резин растягивающим и разрывным нагрузкам. Значения предела прочности и относительного удлинения фиксируют при разрушении резиновой продукции. Методика предусматривает тестирование при нормальной температуре, а также при нагреве в температурном интервале от +70º до +250º C.
- ГОСТ 23326-78. Стандарт устанавливает методики динамических испытаний резин, частью которых являются тесты с приложением растягивающих нагрузок. Кроме того, в нормативном документе приведены способы испытаний на сдвиг, кручение, сжатие. Определение упруго-гистерезисных параметров производится в диапазоне от -70º до +250º C.
- ГОСТ 257-41. Стандарт регламентирует правила динамических испытаний резин многократным растяжением с применением вибратора Шору. Циклические воздействия проводятся при нормальных температурах. Регистрируется число циклов до появления трещин.
В американской контрольной и научно-исследовательской системе используются методики, которые излагает стандарт ASTM D412. Документ регламентирует способы изучения упруго-релаксационных качеств термопластов и термореактивных резин. Испытания проводятся в условиях комнатной, пониженной, повышенной температуры.
Технические средства для испытания резин посредством растяжения
Для определения упруго-прочностных параметров резин, проявляющихся при растяжении, понадобятся следующие лабораторные машины и вспомогательные атрибуты:
- Универсальная испытательная установка МИМ. Лабораторная машина имитирует все вариации статических нагрузок, прилагаемых с равными или постепенно нарастающими показателями скорости и мощности.
- Система температурных испытаний. В герметичной камере установки формируются микроклиматические условия, требующиеся для исследований при повышенных, пониженных температурах.
- Машина для усталостных испытаний МИМ. Установка разработана для моделирования ударных усилий, свободных затухающих, вынужденных резонансных, вынужденных нерезонансных колебаний. Регулируются параметры напряжения, энергии, деформации.
- Приспособления для кольцеобразных образцов. Атрибуты востребованы в испытаниях проб, изготовленных в виде кольца, предназначены для оптимального расположения, равномерного распределения нагрузки.
- Зажимы для образцов в виде лопаток. Вспомогательные приспособления исключают высвобождение и смещение при приложении усилий больших значений.
Выбрать установки и сопутствующие приспособления для испытаний резин помогут опытные менеджеры компании «ГОСТ».