Визначення морозостійкості гум за розтягу

1.2 Визначення морозостійкості гум за розтягу

Визначення морозостійкості гуми за розтягу ґрунтується на зміні еластичних властивостей гуми за заморожування. Сутність методу полягає в розтягуванні зразка до заданих певних значень подовження під дією навантаження за кімнатної температури (23±2 ºС) та визначенні подовження зразка за того ж навантаження за низької температури.

Зразки мають форму скорочених двобічних лопаток довжиною 50 мм. Їх вирубають штанцевим ножем з вулканізованих пластин товщиною 1±0, 2мм або 2±0,2 мм. Кількість зразків для випробування не повинно бути менше 3. Спочатку їх кондиціонують та вимірюють товщину кожного в трьох точках, після чого обчислюють середнє арифметичне значення. Потім на зразок-лопатку наносять штампом мітки робочої частини, довжина якої складає 25±0,5 мм. Навантаження зразка підбирають таким чином, щоб воно збільшувало довжину зразка на 100±5 % (до 25±2,5 мм) за 300±5 секунд. Охолодна суміш в кріостаті складається з етилового спирту та двооксиду карбону (сухого льоду).

Коефіцієнт морозостійкості за розтягу розраховують за формулою:

,

де l₁ – подовження робочої частини зразка, яке викликано навантаженням Р за нормальної температури, мм;

l₂ – подовження робочої частини зразка за охолодження, яке викликано тим же навантаженням, мм.

Для визначення коефіцієнта збільшення жорсткості та залишкової деформації до зразка докладають навантаження, яке викликає протягом 300±5 секунд таке ж подовження, що й за дії початкового навантаження в спирті за 23 ºС. Через зазначений час знімають навантаження та записують його значення і показники шкали подовження приладу.

Коефіцієнт збільшення жорсткості обчислюють за формулою:

,

де Р – навантаження, яке викликає подовження зразка за кімнатної температури;

Р₁ – навантаження, яке викликає таке ж подовження охолодженого зразка.

Залишкова деформація за розтягу дорівнюватиме:

·100, %,

де l₀ – довжина робочої частини зразка до випробування, мм;

l₃ – довжина робочої частини зразка безпосередньо після видалення навантаження, яке розтягує, мм.

В наведені формули підставляють середні значення, які добуто за випробування зразків.

Морозостійкість тим вища, чим ближче значення коефіцієнтів морозостійкості та збільшення жорсткості до одиниці. Найменша втрат еластичних властивостей гуми відповідає К_м =1 та К_вж = 1. ЦК відбувається, коли l₂ = l та Р = Р₁, тобто коли еластичність повністю зберігається.

Цей метод визначення морозостійкості не має достатньої точності, бо дуже важко досягти точності вимірювання довжини зразка, швидкості підбору навантаження, крім того, необхідно розтягувати зразки за нормальної температури.

1.3 Визначення морозостійкості гум за еластичного відновлення після стиску

Сутність методу визначення морозостійкості гуми за еластичним відновленням після стиску полягає в визначенні здатності зразка, який стиснуто за температури 23±2 ºС та витримано за низької температури, відновлювати за неї свою висоту після вивільнення від навантаження. Визначається зміна початкової висоти зразка, який заморожено до заданої температури, за стиску та після відновлення. Температуру випробування вибирають з рекомендованого ряду: 0; мінус 10, мінус 20 , мінус 40, мінус 50, мінус 55, мінус 60 та мінус 70 ºС. Визначення коефіцієнта відновлення форми проводять на спеціальному приладі. Прилад охолоджується сумішшю етилового спирту з двооксидом вуглецю, співвідношення яких в суміші підбирається таким чином, щоб температура суміші була б на 4 – 5 ºС нижче температури випробування. Зразки для визначення коефіцієнта відновлення форми мають форму циліндра висотою та діаметром 10±0,2 мм. Перед випробуванням вимірюють висоту h₀ кожного зразка з точністю до 0,01 мм. Зразок затискують між площинками приладу і стискують до заданої висоти h₁. Опускають зразок в посудину з охолоджуючою рідиною і витримують протягом 5 хвилин, після чого зразок виймають, втримують протягом 3 хвилин на повітрі і вимірюють його висоту h₂. Коефіцієнт відновлення форми розраховують за формулою:

,

де h₀ – початкова висота зразка;

h₁ – висота зразка після стиску;

h₂ – висота зразка після відновлення.

Залежно від еластичних властивостей гуми після заморожування зразки частково або повністю відновлюють свою висоту. Теоретично, коли зразок повністю зберігає еластичність, h₂ = h₀, і k₁ = 1. Якщо зразок повністю втратив еластичність, h₂ = h₁, і k₁ = 0.

Коефіцієнт відновлення форми є комплексним показником. Він залежить від ступеню кристалізації, уповільнення релаксаційних процесів або склування.