Méthodes d'essai standard ASTM D429-14 pour les propriétés du caoutchouc - Adhérence aux substrats rigides

La norme « ASTM D429-14 Standard Test Methods for Rubber Property—Adhesion to Rigid Substrates » développée par l'American Society for Testing and Materials (ASTM) décrit les méthodes de test permettant de tester la force d'adhérence statique du caoutchouc aux matériaux rigides (dans la plupart des cas, les métaux). Ces méthodes sont :

Méthode A - Pièce en caoutchouc montée entre deux plaques métalliques parallèles
Méthode B - Test de pelage à 90 degrés - Pièce en caoutchouc montée sur une seule plaque métallique
Méthode C - Mesure de l'adhérence du caoutchouc au métal avec un échantillon conique
Méthode D - Essai d'adhérence - Liaison post-vulcanisation (PV) du caoutchouc au métal
Méthode E - Test de pelage à 90 degrés - Revêtement de réservoir en caoutchouc - Monté sur une seule plaque métallique
Méthode F - Pièce en caoutchouc montée entre deux plaques métalliques parallèles de forme convexe
Méthode G - Mesure de la résistance de liaison des composants liés caoutchouc-métal avec une éprouvette cylindrique à double cisaillement
Méthode H - Mesure de la résistance de liaison des composants caoutchouc-métal par éprouvette à quadruple cisaillement

Bien que ces méthodes de test puissent être utilisées avec une grande variété de matériaux durs, ces matériaux sont l’exception plutôt que la règle. C'est pour cette raison que le terme « matériaux métalliques » est utilisé dans le texte à la place de « matériaux durs ».

Cette norme n’a pas pour but de traiter tous les problèmes de sécurité, le cas échéant, associés à son utilisation. Il est de la responsabilité de l’utilisateur de cette norme d’établir des pratiques de sécurité et de santé appropriées et de déterminer l’applicabilité des limitations réglementaires avant utilisation.

Ces méthodes d’essai sont conçues pour des échantillons préparés en laboratoire dans des conditions standard qui peuvent être utilisées pour fournir des données pour le développement et le contrôle des composés de caoutchouc et des méthodes de fabrication. Ces méthodes d'essai sont également utilisées, avec des modifications mineures, pour obtenir des valeurs d'essai d'adhérence comparatives de pièces de production lorsque la conception permet la préparation d'éprouvettes d'essai appropriées. Les méthodes A, B, C et D sont applicables à de nombreuses situations de produits dans lesquelles le caoutchouc est utilisé pour contrôler les vibrations.

La norme ASTM D429 détermine la force de liaison du caoutchouc aux matériaux durs tels que les métaux. Cette norme spécifie plusieurs types d’essais pour la résistance de liaison du caoutchouc, mais les méthodes A et B sont les plus courantes.

Méthode A : Décrit un test de tension utilisé pour déterminer la liaison d'un élément en caoutchouc monté entre deux feuilles métalliques parallèles. Cette méthode détermine les valeurs d’adhérence et teste l’efficacité de différentes techniques de traitement et de différents systèmes adhésifs.
Méthode B : Décrit une procédure de pelage pour déterminer la force de liaison entre les matériaux en caoutchouc et une plaque ou un substrat métallique. La valeur d’intérêt est la force de liaison, définie comme la force maximale divisée par la largeur de l’échantillon. Les résultats sont obtenus en mesurant la force nécessaire pour séparer un caoutchouc d’une surface métallique. Les données obtenues montrent la force d'adhérence le long d'une ligne sur toute la largeur d'une bande de caoutchouc séparée d'une plaque métallique à un angle de 90 degrés.
Méthode C : Consiste à mesurer l’adhérence caoutchouc-métal avec un échantillon conique. Fournit des données pour le développement et le contrôle des systèmes et composants d'amarrage. Ce test combine les forces de traction et de cisaillement dans l’échantillon de caoutchouc. Il peut être appliqué aux applications de vibration ou de pulsation, mais ce test n'est pas dynamique.
Méthode D : Le test d'adhérence détermine la force de liaison du caoutchouc au métal lorsque la liaison est formée après la vulcanisation du caoutchouc. La vulcanisation consiste en une réaction chimique avec du soufre et du chauffage, ce qui améliore les propriétés mécaniques du caoutchouc. Le caoutchouc est souvent lié au métal pendant le processus de vulcanisation ou de chauffage, mais cette méthode est destinée à la colle ou à d'autres matériaux utilisés après la vulcanisation du caoutchouc.
Méthode E : Ce test de pelage détermine la force d'adhérence du revêtement en caoutchouc du réservoir à la paroi du réservoir. Les résultats sont obtenus en mesurant la charge de traction nécessaire pour séparer une bande de caoutchouc d'une surface métallique à un angle de 90 degrés. Ce test est presque identique à la méthode B, sauf qu’il est appliqué uniquement au revêtement en caoutchouc de la paroi du réservoir.
Méthode F : La méthode de la pièce en caoutchouc, qui est montée entre deux plaques métalliques parallèles de forme convexe, détermine la force de liaison des matériaux de liaison caoutchouc-métal. Les valeurs d'adhérence sont obtenues en mesurant la force dans la direction axiale nécessaire pour séparer le caoutchouc collé du composant métallique. Les interfaces entre le métal et le caoutchouc sont convexes. Cette géométrie favorise les défaillances d’interface.
Méthode G : Mesure de la force de liaison des composants collés caoutchouc-métal avec un échantillon cylindrique à double coupe, pour déterminer la force de liaison relative entre différents adhésifs. Ce test est souvent utilisé pour déterminer quel adhésif est le meilleur pour un caoutchouc donné. Les échantillons sont placés dans le dispositif d'essai de cisaillement et la contrainte de cisaillement est appliquée sur la ligne de liaison. Un essai de cisaillement est effectué jusqu'à ce qu'une rupture de 5 mm de profondeur se produise à l'interface de liaison caoutchouc-métal.
Méthode H : La méthode de mesure de la résistance de liaison des composants collés caoutchouc-métal par un échantillon de cisaillement à quadruple recouvrement est la même que la méthode G, sauf qu'un dispositif appliquant une contrainte de cisaillement n'est pas requis, seul un simple bloc est placé sur l'éprouvette après l'application de la précontrainte.

Cependant, les tests selon cette norme présentent certains points forts :

Suivez avec précision les pics et les creux tout au long des tests d'adhérence pour rapporter des résultats précis
Maintenir une force unidirectionnelle tout au long du processus de pelage d'un substrat.
Manipulation appropriée de l'échantillon.

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