Эксплуатация внушительного ряда изделий из резины сопряжена с воздействием отрицательных температур. Из вулканизированных каучуков производят шины всех видов транспортных средств, включая продукты авиационной и аэрокосмической отрасли. Немалая часть резиновых уплотнителей, напорно-всасывающих рукавов, конвейерных лент, приводных ремней, демпферных прокладок используется в зимний период.
При охлаждении свойства резиновой продукции существенно изменяются. Сокращается стандартная для нормальных температур работоспособность, падает эластичность – основное потребительское качество материала. Для прогнозирования поведения резин в среде с минусовыми показателями термометров проводят испытания, позволяющие определить морозостойкость при растяжении.
Специфика испытаний резин на морозостойкость при растяжении
Морозостойкость – характеристика резин, отображающая способность проявлять высокоэластические качества при охлаждении. Численным показателем характеристики является коэффициент морозостойкости, который определяется как отношение удлинения изделия при минусовой температуре к аналогичному размеру при комнатной температуре. В обоих случаях растяжение образцов из резины производится с равной нагрузкой.
Резиновая продукция признается пригодной для эксплуатации при отрицательных температурах, если коэффициент морозостойкости, полученный посредством обработки результатов испытаний, превышает предел 0,1. Максимально высокой способностью проявлять эластичность при охлаждении наделены силоксановые, этилен-бутиленовые, фторсилоксановые сорта. Коэффициент морозостойкости у них варьирует от 0,2 до 0,6 в низкотемпературных условиях с температурными показателями среды до -60º C.
Технологический принцип изучения морозостойкости резин, их эластичности в охлажденном состоянии, заключается в измерении длины образцов, растянутых при комнатных и пониженных температурах.
Определение способности резин проявлять эластичность при минусовых температурах проводят в 2-х вариантах, чтобы в лабораторных условиях воссоздать типичные разновидности усилий:
- Вариант А. Перед исследованиями определяют величину прикладываемой нагрузки, с которой будут воздействовать на все образцы. Для этого эталонный экземпляр растягивают до 100±5% на протяжении 300±5 с. Продолжительность приложения максимальной нагрузки равна 10 с. Заранее изготовленные 3 пробы поочередно испытывают, растягивая с максимальным усилием в течение 10 секунд при 23±2º C. В минусовой среде исследуют те же образцы с приложением равнозначного усилия на протяжении 10 с. Температура охлаждения указывается в сопровождающей продукцию технической документации. Коэффициент морозостойкости рассчитывают делением величины удлинения при комнатной температуре на аналогичную величину при охлаждении.
- Вариант Б. Чтобы определить нагрузку, эталонный экземпляр растягивают на 10±2% от первоначальной длины. Растягивающее усилие прилагают 5 раз на протяжении 3-6 с. Испытания 3-х образцов выполняют сначала при стандартных комнатных температурах, затем в искусственно созданной среде, уровень которой ниже температуры стеклования. Максимальное растягивающее усилие воздействует на каждую пробу по 5 с. Удлинение измеряют через 30 секунд после извлечения пробы из зоны испытаний. В ходе исследования температуру постепенно повышают с минимальных значений до 23±2º C. Через каждые 300 секунд уровень температуры повышают на 5º C, растягивают образец, измеряют удлинение. По полученным сведениям рассчитывают значения модуля эластичности и коэффициента морозостойкости.
Результаты исследований, проведенных в соответствии с методикой варианта Б, предоставляют возможность построить диаграмму зависимости коэффициента морозостойкости от температурного уровня. По графику находят значения, при которых модуль увеличивается в 2-100 раз. Найденные показатели соответствуют определенным величинам морозостойкости, по которым рассчитывается среднее арифметическое.
Технические средства для изучения морозоустойчивости растягиваемых резин
Для определения коэффициента морозостойкости резин, который характеризует способность материалов проявлять высокоэластические свойства, понадобятся:
- Универсальная испытательная машина МИМ. Лабораторный аппарат имитирует типичные статические нагрузки, действующие на изделия в период эксплуатации. Многофункциональная установка растягивает, сжимает, прокалывает, изгибает, разрывает образцы со скоростью и силой с равными или плавно нарастающими значениями. При подключении к микропроцессорному блоку машины модуля БСПД, разработанного креативными инженерами компании «ГОСТ», сбор, обработка, транспортировка информации в ПК лаборанта происходит в автоматическом режиме. Аппарат интегрируется с программным обеспечением «ГОСТ-ТЕСТ», в котором содержатся оцифрованные нормативные документы РФ.
- Система температурных испытаний. Дополнительный лабораторный прибор предназначен для создания необходимого для испытаний температурного фона. Точность регулировки и поддержку температурного уровня обеспечивает встроенный термостат нового поколения.
- Измерительные инструменты. Для контроля размеров образцов, фиксации удлинения потребуется линейка, толщиномер.
Подобрать испытательные машины и сопутствующие принадлежности для лабораторных тестов готовы помочь менеджеры экспертного уровня из компании «ГОСТ».