ISO 1431 المطاط المبركن أو البلاستيك الحراري - مقاومة التشقق الأوزوني

ISO 1431 المطاط المبركن أو البلاستيك الحراري - مقاومة التشقق الأوزوني

تتكون المواصفة القياسية "ISO 1431 المطاط المبركن أو البلاستيك الحراري - مقاومة التشقق الأوزوني" التي نشرتها المنظمة الدولية للمعايير (ISO) من الأقسام الفرعية التالية المنشورة تحت نفس العنوان:

ISO 1431 المطاط المبركن أو البلاستيك الحراري - مقاومة التشقق الأوزوني

  • يصف المعيار "ISO 1431-1 الجزء 1: اختبار الإجهاد الساكن والديناميكي" الإجراءات المصممة للتنبؤ بمقاومة المطاط المبركن أو البلاستيك الحراري للتشقق عند تعرضه للهواء المحتوي على تركيز محدد من الأوزون، ودرجة حرارة محددة، وإذا لزم الأمر، رطوبة نسبية محددة، تحت إجهاد شد ثابت أو ديناميكي وفي غياب تأثيرات الضوء المباشر.

يستخدم هذا المعيار الملاحظة البصرية، وتحليل الصور، أو كليهما لتقييم تكوّن الشقوق ونموها. كما يُمكن تحديد التغيرات في الخصائص الفيزيائية أو الكيميائية الناتجة عن التعرض. تتضمن المواصفة ISO 1431-3 طرقًا مرجعية وبديلة لتحديد تركيز الأوزون.

يوجد الأوزون عادةً بكميات ضئيلة في الغلاف الجوي. ومع ذلك، حتى الكميات الصغيرة منه قد تُسبب تشققات تحت تأثير إجهاد الشد في المطاط الحساس، مما يُؤدي إلى فقدانه متانته. لذلك، يجب اختبار مقاومة المطاط للتعرض للأوزون. ونظرًا لعدم اليقين بشأن التعرض الطبيعي للأوزون، يُجرى اختبار مقاومة المطاط للأوزون عادةً في مختبرات باستخدام غرف أوزون مصممة خصيصًا.

يجب توخي الحذر الشديد عند ربط نتائج الاختبارات القياسية بالأداء أثناء الخدمة، إذ إن المقاومة النسبية للأوزون لمختلف أنواع المطاط قد تختلف اختلافًا كبيرًا تبعًا للظروف، وخاصةً تركيز الأوزون ودرجة الحرارة والرطوبة النسبية. علاوةً على ذلك، تُجرى الاختبارات على قطع اختبار رقيقة مشوهة تحت تأثير الشد، وقد تختلف شدة التأثير على القطع أثناء الخدمة اختلافًا كبيرًا تبعًا لتأثيرات الحجم ونوع وحجم التشوه. يتضمن الملحق القياسي (الملحق أ) ملاحظات توضيحية حول طبيعة تشقق الأوزون.

  • "آيزو 1431-2 تم سحب المعيار "الجزء 2: اختبار الإجهاد الديناميكي" من التطبيق وتم تضمين محتواه في أحدث تحديث لمعيار ISO 1431-1.
  • يصف المعيار "ISO 1431-3 الجزء 3: الطرق المرجعية والبديلة لتحديد تركيز الأوزون في غرف الاختبار المعملية" ثلاثة أنواع من الطرق لتحديد تركيز الأوزون في غرف الاختبار المعملية.
    • الطريقة أ امتصاص الأشعة فوق البنفسجية: هذه الطريقة هي الطريقة المرجعية وتستخدم كأداة معايرة للطرق البديلة ب وج.
    • الطريقة ب: التقنيات الآلية:
      • ب1: الكهروكيميائية
      • ب2: الكيمياء الضوئية
    • الطريقة ج: التقنيات الكيميائية الرطبة:
      • الطريقة الأولى
      • الطريقة الثانية
      • الطريقة الثالثة

تتوفر تقنيات متنوعة لتحليل مخاليط الأوزون/الهواء الغازية المستخدمة في اختبار تكسير الأوزون للمطاط. وتشمل هذه التقنيات الإجراءات الكيميائية الرطبة، والخلايا الكهروكيميائية، وامتصاص الأشعة فوق البنفسجية، والكيمياء الضوئية للإيثيلين.

من حيث المبدأ، تتشابه طرق الامتصاص الكيميائية الرطبة، والكيميائية الكهروكيميائية، والأشعة فوق البنفسجية، إلا أنها غالبًا ما تفشل في تحقيق نفس النتائج عمليًا. وقد استُخدمت الطرق الكيميائية الرطبة، التي تتضمن عادةً امتصاص الأوزون في محلول يوديد البوتاسيوم ومعايرة اليود المُنبعث بثيوكبريتات الصوديوم، بشكل تقليدي في صناعة المطاط، وهي مُحددة في المعايير الوطنية. إلا أنها غير مناسبة للتشغيل أو التحكم المستمر، وبالتالي فهي أقل تفضيلًا عمليًا من الطرق الآلية. وقد ثبت أن النتائج المُحصل عليها حساسة للتغيرات الطفيفة في إجراءات الاختبار وتركيز ونقاء الكواشف، وقد ثار جدل كبير حول النسبة المئوية للتفاعل.

تُستخدم الطرق الكهروكيميائية على نطاق واسع في صناعة المطاط، وقد أثبتت فعاليتها في مراقبة الأوزون والتحكم فيه باستمرار. كما استُخدمت طرق الكيمياء الضوئية. وفي الآونة الأخيرة، يتزايد استخدام أجهزة تحليل امتصاص الأشعة فوق البنفسجية، التي تتمتع بقدرات مماثلة في المراقبة والتحكم. والأهم من ذلك، أن هذه التقنية قد اعتُمدت كمعيار، وهي مقبولة عالميًا من قِبل جميع المنظمات البيئية الرئيسية.

نتيجةً لذلك، اعتُمدت طريقة امتصاص الأشعة فوق البنفسجية القياسية هذه كتقنية مرجعية تُعتمد عليها جميع الطرق الأخرى. وكما هو الحال في أي جهاز قياس، تعتمد دقة أي جهاز للأشعة فوق البنفسجية على معايرة مكوناته وصيانتها، ولذلك يجب مقارنة حتى أجهزة تحليل الأشعة فوق البنفسجية بالأجهزة القياسية المعتمدة. وتُجرى دراسات في العديد من الدول لاقتراح جهاز قياسي أساسي.

سلسلة معايير ISO 1431 هي معيار دولي يتضمن طرق اختبار لتقييم مقاومة المطاط المبركن أو البلاستيك الحراري وبعض أنواع البلاستيك للتشقق الناتج عن الأوزون في ظروف ثابتة أو ديناميكية. يُعد هذا المعيار بالغ الأهمية للصناعات التي تعتمد على مواد مطاطية وبلاستيكية معرضة للأوزون، مثل صناعات السيارات والفضاء والتصنيع الصناعي.

الأوزون، وهو شكل شديد التفاعل من الأكسجين، موجود في الغلاف الجوي ويمكنه تسريع شيخوخة المواد، وخاصةً في التطبيقات الخارجية. يُعد هذا المعيار ضروريًا لضمان متانة المواد في البيئات التي يكون فيها التعرض للأوزون كبيرًا، مثل الإطارات والأختام والخراطيم. كما يساعد المصنّعين على التنبؤ بعمر المنتجات والامتثال لمتطلبات الصناعة.

الأساليب الرئيسية الموضحة في معيار ISO 1431 هي:

  • اختبار الإجهاد الساكن: تُقيّم هذه الطريقة مقاومة المادة لتشقق الأوزون عند تعرضها لإجهاد ثابت. تُعرّض عينات الاختبار، التي عادةً ما تكون على شكل دمبل أو شرائح مستطيلة، لتركيز أوزون محدد (مثلاً: 50 جزءًا في المليون زائد/ناقص 5 أجزاء في المليون، حجمًا) عند درجة حرارة ورطوبة مُتحكم بهما (عادةً: 40 درجة مئوية زائد/ناقص درجتين مئويتين). تُمدّد العينات إلى استطالة محددة (مثلاً: 20%) وتُثبّت في هذا الوضع طوال مدة التعرض. بعد فترة زمنية محددة (مثلاً: 24 أو 48 أو 72 ساعة)، تُفحص العينات بصريًا أو مجهريًا بحثًا عن أي تشققات.
  • اختبار الانفعال الديناميكي: تُقيّم هذه الطريقة مقاومة الأوزون في ظل التمدد والانبساط الدوريين، وذلك بمحاكاة ظروف واقعية تتعرض فيها المواد لإجهاد ميكانيكي متكرر. تُركّب العينات في جهاز اختبار ديناميكي يُطبّق انفعالاً مستمراً أو متقطعاً (مثل استطالة تتراوح بين 0% و20%) أثناء تعرضها للأوزون. تُعد هذه الطريقة مهمةً بشكل خاص لتطبيقات مثل الإطارات أو الأحزمة، حيث تتعرض المواد لانثناء متكرر.
  • اختبارات التعتيق المُعجّل: يتضمن هذا المعيار أحكامًا لاختبارات التعتيق المُعجّل لمحاكاة التعرّض طويل الأمد للأوزون على مدى فترة زمنية أقصر. تستخدم هذه الاختبارات تركيزات أوزون أعلى أو درجات حرارة مرتفعة لتسريع التحلل، مما يسمح للمصنّعين بالتنبؤ بأداء المواد على مدى فترات زمنية أطول.

يتضمن هذا المعيار شروط اختبار دقيقة. على سبيل المثال،

  • تركيز الأوزون: عادة 25، 50، 100، أو 200 جزء في المليون اعتمادًا على متطلبات الاختبار.
  • درجة الحرارة: يتم إجراء الاختبارات القياسية عند 40 درجة، ولكن يمكن استخدام درجات حرارة مختلفة لتطبيقات محددة.
  • الرطوبة: يتم التحكم فيها لضمان الحصول على نتائج متسقة، حيث يمكن للرطوبة أن تؤثر على تدهور الأوزون.

يجب تجهيز العينات قبل الاختبار للتخلص من الضغوط المتبقية (على سبيل المثال، عند 23 درجة مئوية زائد/ناقص 2 درجة مئوية و50 بالمائة زائد/ناقص 5 بالمائة رطوبة نسبية).

لضمان ثبات الظروف، يلزم وجود غرف اختبار أوزون متخصصة مزودة بمولدات أوزون وأنظمة تحكم بيئية دقيقة. يجب أن تستوفي الغرف معايير ISO 1431 للدقة والقدرة على التكرار.

توفر المواصفة ISO 1431 طرقًا موحدة لـ:

  • مراقبة الجودة: للتأكد من أن المواد المطاطية والبلاستيكية تلبي معايير مقاومة التعرض للأوزون.
  • اختيار المواد: لمساعدة الشركات المصنعة في اختيار المواد المناسبة للظروف البيئية المحددة.
  • تطوير المنتج: لتوجيه صياغة المركبات المقاومة للأوزون مثل مضادات الأوزون أو الشمع.
  • الامتثال التنظيمي: لتلبية متطلبات الصناعة والتنظيم لمنتجات مثل مكونات السيارات والأختام الصناعية.

يعد هذا المعيار ضروريًا للصناعات مثل إطارات السيارات أو أحزمة النقل أو أنظمة الختم، حيث يمكن أن تؤدي فشل المواد بسبب تشقق الأوزون إلى مخاطر تتعلق بالسلامة أو مشكلات في الأداء.

مؤسستنا، التي تعمل منذ سنوات عديدة وتتابع بدقة التطورات العالمية في العلوم والتكنولوجيا، توظف فريقًا ماهرًا وبنية تحتية شاملة لإجراء الاختبارات والقياسات والتحليلات في مجموعة واسعة من المجالات للشركات في جميع القطاعات. وفي هذا السياق، نقدم أيضًا خدمات الاختبار وفقًا لمعيار ISO 1431 "المطاط، المبركن أو البلاستيك الحراري - مقاومة التشقق بالأوزون".

واتس اب