DIN 53504 Trækprøvning af gummi og elastomerer

Standarden “DIN 53504 Gummiprøvning - Bestemmelse af trækstyrke, flydespænding, brudforlængelse og spændingsværdier i trækprøvning”, udgivet af det tyske standardiseringsinstitut (DIN), beskriver procedurerne til bestemmelse af trækstyrke, flydespænding, brudforlængelse og spændingsværdier for prøveemner med specifikke former fremstillet af gummi og elastomerer, når prøveemnerne strækkes med en konstant hastighed indtil brud.

Da trækstyrke og brudforlængelse alene ikke tilstrækkeligt karakteriserer elastomerers opførsel under trækspænding ved trækprøvning, skal den komplette kraft-forlængelseskurve registreres.

DIN 53504 er en standard til definition af metoden til bestemmelse af trækspændings-tøjningsegenskaberne for vulkaniseret gummi og elastomerer. Denne standard har været i brug i mange år og anvendes fortsat i vid udstrækning, især i den europæiske gummiindustri, til kvalitetskontrol, materialespecifikation og produktudvikling af elastomere materialer såsom pakninger, slanger, dæk, vibrationsdæmpere, transportbånd og tekniske gummiprodukter.

Testen trækker en standardiseret gummiprøve med konstant hastighed, indtil den går i stykker, og registrerer kraft-forlængelseadfærden. De vigtigste bestemte egenskaber er som følger:

• Trækstyrke ved brud: Den maksimale belastning et materiale kan modstå før brud.
• Trækspænding ved flydegrænsen: Hvorvidt der er en flydegrænse (mindre almindelig i elastomerer).
• Brudforlængelse: Den procentvise brudforlængelse er typisk i hundredvis af procent for gode gummityper.
• Spændingsværdier ved specifikke tøjninger: For eksempel er spænding ved 100%, 200% eller 300% forlængelse (moduler, f.eks. 100% modul, 300% modul) afgørende for karakterisering af gummiblandinger.

Disse værdier hjælper med at evaluere materialekvalitet, blandingsformulering, vulkaniseringsgrad, fyldstoffordeling, ældningsbestandighed og egnethed til specifikke anvendelser.

Denne standard bruger primært håndvægtsformede (hundebens) prøveemner med definerede dimensioner. De mest almindelige typer er:

• S1 (foretrukket til de fleste tests): Samlet længde ca. 115 mm, smal parallel sektion 33 mm lang x 6 mm bred.
• S2 og S3: Mindre varianter til begrænsede materialemængder.
• Ringformede prøver (Type R) kan også anvendes i nogle tilfælde.

S2-prøven er meget almindeligt anvendt, især populær til rutinemæssig testning på grund af dens praktiske størrelse og pålidelige resultater. Typiske S2-prøvekarakteristika er som følger:

• Smal parallel testsektion
• Specifik målelængde
• Standardiseret bredde og tykkelse.

Prøver skæres ud af støbte plader (typisk 2 mm tykke) ved hjælp af præcisionsforme. Minimum 5 prøver pr. testbetingelse anbefales af hensyn til statistisk pålidelighed.

Testproceduren følger generelt disse trin:

• Konditionering: Prøver konditioneres typisk i en standard laboratorieatmosfære (23 grader Celsius plus/minus 2 grader Celsius temperatur, 50 procent plus/minus 5 procent relativ luftfugtighed).
• Måling: Præcis tykkelses- og breddemåling af den smalle sektion for at beregne det indledende tværsnitsareal.
• Kompression: Håndvægtsenderne komprimeres på en trækprøvemaskine (type med konstant hastighed).
• Testhastighed: Typisk 500 mm/min for håndvægte (meget hurtig sammenlignet med test af hård plastik).
• Spændingsmåling: For en mere nøjagtig modulbestemmelse gøres dette enten ved koblingsfrakobling (nominel spænding) eller med et kontakt-/kontaktfrit ekstensometer.
• Optegnelse: Kontinuerlig kraft-forlængelseskurve op til brud.

Denne procedure er i vid udstrækning i overensstemmelse med ISO 37-standarden (den internationale ækvivalente standard for trækprøvning af gummi), men der er nogle nationale præferencer og mindre forskelle.

I gummitestlaboratorier verden over er resultaterne fra DIN 53504-standarden inkluderet i næsten alle materialedatablade for elastomerer. Høj trækstyrke og forlængelse indikerer god blandingskvalitet, mens spændingsværdier ved konstante forlængelser afslører stivhedsadfærden under belastning.

Kort sagt er DIN 53504-standarden en af ​​de mest anvendte teststandarder til evaluering af den mekaniske ydeevne af vulkaniseret gummi og termoplastiske elastomerer. Denne standard spiller en afgørende rolle i kvalitetskontrol, produktudvikling og materialesammenligning i sektorer som bilindustrien, byggeriet, medicinsk udstyr og industriprodukter.

Denne standard gælder for:

• vulkaniseret gummi
• Termoplastiske elastomerer (TPE)
• Elastomere plader og støbte dele

Det bruges til at bestemme følgende:

• Trækstyrke
• Forlængelse ved brud
• Spænding ved de specificerede forlængelser

Denne standard refereres ofte til sammen med ISO 37, fordi den definerer lignende trækprøvningsmetoder for gummimaterialer.

Testen udføres ved hjælp af en universel trækprøvningmaskine udstyret med følgende:

• Konstant hastighedskontrol af krydshovedet
• Egnede holdere til elastomerer.
• Kraftmålingssystem
• Ekstensometer

Testhastigheden bestemmes ud fra prøvetype og materialekrav.

De vigtigste målte parametre er som følger:

• Trækstyrke: Den maksimale trækspænding før brud.

Trækstyrke = Maksimal kraft / Oprindeligt tværsnitsareal.

• Forlængelse ved brud: Den procentvise længdeforøgelse i brudøjeblikket.

Brudforlængelse (procent) = Brudforlængelse / Oprindeligt målt længde x 100.

• Spænding ved specifikke forlængelsesværdier: Spændingsværdier målt ved specifikke forlængelsesprocenter (f.eks. 100 %, 200 %, 300 %). Disse værdier er vigtige for evaluering af stivhed og elasticitet.

DIN 53504-standarden er påkrævet for følgende:

• Materialeudvikling: Sammenligning af gummiformuleringer
• Kvalitetskontrol: Sikring af batchkonsistens.
• Leverandørkvalifikation: Verifikation af overholdelse af specifikationer.
• Fejlanalyse: Undersøgelse af problemer med mekanisk ydeevne.

Brancher, der er stærkt afhængige af denne standard, omfatter:

• Bilindustrien (tætningselementer, pakninger, slanger, fittings)
• Industrielle maskiner
• Medicinske elastomerer
• Forbrugerprodukter

Afslutningsvis er DIN 53504-standarden fortsat en af ​​de vigtigste mekaniske teststandarder for gummimaterialer. Ved at definere præcise prøvegeometrier, testbetingelser og beregningsmetoder sikrer den pålidelige og sammenlignelige målinger af trækstyrkeegenskaber. For producenter og laboratorier, der arbejder med elastomerer, er overholdelse af DIN 53504-standarden afgørende for at opretholde produktets ydeevne, sikkerhed og markedsaccept.

I mange år har vores organisation, med sit kompetente og erfarne personale, forstået sine kunders behov, leveret de avancerede testtjenester, de har brug for, og hjulpet dem med etablering, implementering og forbedring af ledelsessystemer. Inden for denne ramme leverer vi også testtjenester i overensstemmelse med EN 53504-standarden.