Der von der American Society for Testing and Materials (ASTM) veröffentlichte Standard „ASTM D2137 Standard Test Methods for Rubber Properties – Brittleness Point of Flexible Polymers and Coated Fabrics“ beschreibt Testmethoden zur Bestimmung der niedrigsten Temperatur, bei der Gummi vulkanisiert und bei der gummibeschichtete Gewebe unter bestimmten Aufprallbedingungen weder Brüche noch Beschichtungsrisse aufweisen.
Bei diesen Prüfverfahren werden Gummimaterialien oder damit beschichtete Gewebe unter definierten Aufprallgeschwindigkeitsbedingungen einer Biegung bei niedrigen Temperaturen ausgesetzt. Die Reaktion hängt maßgeblich von den Auswirkungen der niedrigen Temperaturen ab, wie z. B. Kristallisation, Weichmacherunverträglichkeit oder dem inhärenten dynamischen Verhalten des Materials. Die mit diesen Prüfverfahren gewonnenen Daten können zur Vorhersage des Produktverhaltens in Anwendungen verwendet werden, bei denen ähnliche Bedingungen wie in diesen Prüfverfahren festgelegt herrschen.
Diese Testmethoden haben sich für Spezifikations- und Entwicklungszwecke als nützlich erwiesen, geben jedoch nicht unbedingt die niedrigste Temperatur an, bei der das Material verwendet werden kann.
Kurz gesagt, diese Norm legt die niedrigste Temperatur fest, bei der Gummi vulkanisiert oder gummibeschichtete Gewebe bei einem Biegetest mit einem einzigen Aufprall nicht reißen oder brechen.
Bei der Vorbereitung von Prüflingen werden diese typischerweise in präzise zugeschnittene Auslegerprofile geschnitten und mindestens fünf Minuten lang in ein Kältebad (flüssig oder gasförmig) mit einer festgelegten Temperatur getaucht. Ein motorisierter, magnet- oder federbetriebener Schlagbolzen überträgt dann mit einer Geschwindigkeit von ca. 2 m/s mindestens 3 J Energie auf jede Probenkante. Der Prüfer berücksichtigt präzise Ausrichtungs- und Abstandskriterien basierend auf der Probendicke. Der Bruchpunkt ist die niedrigste Temperatur, bei der in der Prüfgruppe keine Risse oder Brüche auftreten. Treten Risse auf, wird die Temperatur erhöht (normalerweise in 2-Grad-Schritten), bis die Probe das Bad erfolgreich passiert.
Testergebnisse helfen dabei, die Materialleistung unter Niedertemperatur-Aufprallbedingungen vorherzusagen, allerdings mit dem Vorbehalt, dass die tatsächlichen Einsatzgrenzen abweichen können.
Das in dieser Norm beschriebene Verfahren A gilt für Gummivulkanisate. Verfahren B ist für gummibeschichtete Gewebe und umfasst an die Dicke angepasste Lücken. Für diese Prüfungen werden im Allgemeinen folgende Geräte verwendet:
Diese Norm stellt sicher, dass Materialien bei Kälteeinwirkung nicht brechen. Sie ist entscheidend für Dichtungen, Schläuche, O-Ringe und Schutzbeschichtungen. Sie wird häufig auch als ergänzende Prüfung in Verbindung mit Prüfungen wie ASTM D1329 (Temperaturrückzug) und ASTM D1053 (Aushärtungsverhältnis) verwendet und liefert ein umfassenderes Bild des Tieftemperaturverhaltens. In der Materialentwicklung bietet diese Norm zudem Leitlinien für die Formulierung von Polymeren mit niedriger Sprödigkeitsgrenze für Anwendungen in rauen Umgebungen.
Die in dieser Norm beschriebenen Sprödigkeitsprüfungen bestimmen die niedrigste Temperatur, die erforderlich ist, um eine Rissbildung bei elastischer Einwirkung zu verhindern.
ASTM D2137 bewertet die Sprödigkeit bei Stößen in kalten Temperaturen, indem Proben einem kalibrierten Stoß ausgesetzt und die niedrigste sichere Temperatur ermittelt wird. Es handelt sich um eine standardisierte und wiederholbare Methode, die sich für die Materialqualifizierung, Forschungs- und Entwicklungsstudien sowie die Gewährleistung der Produktzuverlässigkeit unter rauen Bedingungen eignet. Das Bestehen des Tests garantiert jedoch nicht immer die Verwendbarkeit unter realen Bedingungen. Ergänzende Bewertungen (z. B. Flexibilität, Leckage) sind ebenfalls wichtig. Ein Vergleich mit anderen Tieftemperaturmessungen ist notwendig, um die tatsächlichen Betriebsgrenzen eines Produkts zu bestimmen.
Die Hauptgründe für die Bedeutung dieses Standards sind:
Durch die Prüfung nach diesem Standard verhindern Hersteller unerwartete Risse, Lecks und Brüche. Die Kenntnis des Bruchpunkts hilft Ingenieuren, unsichere Temperaturgrenzen zu vermeiden.
Die Ergebnisse sind labor- und unternehmensübergreifend reproduzierbar, was für die Einhaltung von Spezifikationen, Verträgen und Vorschriften von entscheidender Bedeutung ist.
Letztendlich ist die Norm ASTM D2137 wichtig, da sie eine zuverlässige, wiederholbare und objektive Methode bietet, um sicherzustellen, dass Materialien plötzlichen Stößen bei niedrigen Temperaturen standhalten. Dies ist entscheidend für Sicherheit, Leistung und langfristige Zuverlässigkeit. Diese Norm ist unverzichtbar, da sie eine zuverlässige und branchenweit anerkannte Methode zur Messung der Kältesprödigkeit von Gummimaterialien bietet.
Unser Unternehmen ist seit vielen Jahren tätig und verfolgt die globalen Entwicklungen in Wissenschaft und Technologie aufmerksam. Es verfügt über ein qualifiziertes Team und eine umfangreiche Infrastruktur, um für Unternehmen aller Branchen Tests, Messungen und Analysen in einer Vielzahl von Bereichen durchzuführen. In diesem Zusammenhang bieten wir auch Prüfdienstleistungen gemäß ASTM D2137 Standardtestmethoden für Gummieigenschaften – Sprödigkeitspunkt von flexiblen Polymeren und beschichteten Geweben an.
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