DIN 53504 Pengujian Tarik Karet dan Elastomer

Standar “DIN 53504 Pengujian Karet - Penentuan kekuatan tarik putus, tegangan tarik luluh, perpanjangan putus dan nilai tegangan dalam pengujian tarik”, yang diterbitkan oleh Institut Standardisasi Jerman (DIN), menjelaskan prosedur untuk menentukan kekuatan tarik putus, tegangan tarik luluh, perpanjangan putus dan nilai tegangan spesimen uji dengan bentuk tertentu yang terbuat dari karet dan elastomer, ketika spesimen uji diregangkan dengan laju konstan hingga patah.

Dalam pengujian tarik, karena kekuatan tarik dan perpanjangan saat patah saja tidak cukup untuk menggambarkan perilaku elastomer di bawah tegangan tarik, kurva gaya-perpanjangan lengkap harus dicatat.

DIN 53504 adalah standar untuk mendefinisikan metode penentuan sifat tegangan-regangan tarik karet vulkanisir dan elastomer. Standar ini telah digunakan selama bertahun-tahun dan terus diterapkan secara luas, khususnya di industri karet Eropa, untuk pengendalian mutu, spesifikasi material, dan pengembangan produk material elastomer seperti segel, selang, ban, peredam getaran, sabuk konveyor, dan produk karet teknis.

Pengujian ini menarik sampel karet standar dengan kecepatan konstan hingga putus dan mencatat perilaku gaya-regangan. Sifat-sifat utama yang ditentukan adalah sebagai berikut:

Kekuatan tarik saat patah: Tegangan maksimum yang dapat ditahan suatu material sebelum patah.
Tegangan tarik pada titik luluh: Ada atau tidaknya titik luluh (kurang umum pada elastomer).
Perpanjangan saat putus: Persentase perpanjangan saat putus biasanya mencapai ratusan persen untuk karet berkualitas baik.
Nilai tegangan pada regangan tertentu: Misalnya, tegangan pada elongasi 100%, 200%, atau 300% (modul, misalnya, modulus 100%, modulus 300%) sangat penting untuk karakterisasi senyawa karet.

Nilai-nilai ini membantu mengevaluasi kualitas material, formulasi senyawa, derajat vulkanisasi, distribusi pengisi, ketahanan terhadap penuaan, dan kesesuaian untuk aplikasi tertentu.

Standar ini terutama menggunakan spesimen uji berbentuk dumbel (tulang anjing) dengan dimensi yang telah ditentukan. Jenis yang paling umum adalah:

S1 (lebih disukai untuk sebagian besar pengujian): Panjang total sekitar 115 mm, bagian paralel sempit sepanjang 33 mm x lebar 6 mm.
S2 dan S3: Varian yang lebih kecil untuk jumlah material yang terbatas.
Spesimen berbentuk cincin (Tipe R) juga dapat digunakan dalam beberapa kasus.

Sampel S2 sangat umum digunakan, terutama populer untuk pengujian rutin karena ukurannya yang praktis dan hasilnya yang dapat diandalkan. Karakteristik sampel S2 yang umum adalah sebagai berikut:

Bagian uji paralel sempit
Panjang pengukuran spesifik
Lebar dan ketebalan standar.

Sampel dipotong dari lembaran cetakan (biasanya setebal 2 mm) menggunakan cetakan presisi. Minimal 5 sampel per kondisi pengujian direkomendasikan untuk keandalan statistik.

Prosedur pengujian umumnya mengikuti langkah-langkah berikut:

Pengkondisian: Sampel biasanya dikondisikan dalam atmosfer laboratorium standar (suhu 23 derajat Celcius plus/minus 2 derajat Celcius, kelembapan relatif 50 persen plus/minus 5 persen).
Pengukuran: Pengukuran ketebalan dan lebar yang tepat pada bagian yang sempit untuk menghitung luas penampang awal.
Kompresi: Ujung-ujung dumbel dikompresi pada mesin uji tarik (tipe kecepatan konstan).
Kecepatan pengujian: Biasanya 500 mm/menit untuk dumbel (sangat cepat dibandingkan dengan pengujian plastik keras).
Pengukuran tegangan: Untuk penentuan modul yang lebih akurat, ini dilakukan dengan cara melepaskan kopling (tegangan nominal) atau dengan ekstensometer kontak/non-kontak.
Rekaman: Kurva gaya-regangan kontinu hingga patahan.

Prosedur ini sebagian besar sesuai dengan standar ISO 37 (standar internasional yang setara untuk pengujian tarik karet), tetapi ada beberapa preferensi nasional dan perbedaan kecil.

Di laboratorium pengujian karet di seluruh dunia, hasil dari standar DIN 53504 disertakan dalam hampir setiap lembar data material untuk elastomer. Kekuatan tarik dan elongasi yang tinggi menunjukkan kualitas senyawa yang baik, sedangkan nilai tegangan pada elongasi konstan mengungkapkan perilaku kekakuan di bawah beban.

Singkatnya, standar DIN 53504 adalah salah satu standar pengujian yang paling banyak digunakan untuk mengevaluasi kinerja mekanik karet vulkanisir dan elastomer termoplastik. Standar ini memainkan peran penting dalam pengendalian mutu, pengembangan produk, dan perbandingan material di sektor-sektor seperti otomotif, konstruksi, alat kesehatan, dan produk industri.

Standar ini berlaku untuk:

Karet divulkanisir
Elastomer termoplastik (TPE)
Lembaran elastomer dan bagian cetakan

Ini digunakan untuk menentukan hal-hal berikut:

Kekuatan tarik
Perpanjangan saat putus
Tegangan pada perpanjangan yang ditentukan

Standar ini sering dirujuk bersama dengan ISO 37 karena mendefinisikan metode pengujian tarik yang serupa untuk material karet.

Pengujian dilakukan menggunakan mesin uji tarik universal yang dilengkapi dengan hal-hal berikut:

Kontrol kecepatan crosshead konstan
Penahan yang sesuai untuk elastomer.
Sistem pengukuran gaya
Ekstensometer

Kecepatan pengujian ditentukan berdasarkan jenis sampel dan persyaratan material.

Parameter-parameter kunci yang diukur adalah sebagai berikut:

Kekuatan tarik: Tegangan tarik maksimum sebelum terjadi patahan.

Kekuatan tarik = Gaya maksimum / Luas penampang awal.

Perpanjangan saat patah: Persentase peningkatan panjang pada saat terjadi keruntuhan.

Perpanjangan saat putus (persentase) = Perpanjangan saat putus / Panjang terukur awal x 100.

Tegangan pada nilai perpanjangan tertentu: Nilai tegangan yang diukur pada persentase perpanjangan tertentu (misalnya, 100%, 200%, 300%). Nilai-nilai ini penting untuk mengevaluasi kekakuan dan elastisitas.

Standar DIN 53504 diperlukan untuk hal-hal berikut:

Pengembangan material: Perbandingan formulasi karet
Pengendalian mutu: Memastikan konsistensi setiap batch produksi.
Kualifikasi pemasok: Verifikasi kepatuhan terhadap spesifikasi.
Analisis kegagalan: Menyelidiki masalah kinerja mekanis.

Industri yang sangat bergantung pada standar ini meliputi:

Otomotif (elemen penyegel, gasket, selang, fitting)
mesin industri
Elastomer medis
Produk konsumen

Kesimpulannya, standar DIN 53504 tetap menjadi salah satu standar pengujian mekanik terpenting untuk material karet. Dengan mendefinisikan geometri sampel yang tepat, kondisi pengujian, dan metode perhitungan, standar ini memastikan pengukuran sifat tarik yang andal dan dapat dibandingkan. Bagi produsen dan laboratorium yang bekerja dengan elastomer, kepatuhan terhadap standar DIN 53504 sangat penting untuk menjaga kinerja produk, keamanan, dan penerimaan pasar.

Selama bertahun-tahun, organisasi kami, dengan staf yang kompeten dan berpengalaman, telah memahami kebutuhan klien, menyediakan layanan pengujian canggih yang mereka butuhkan, dan membantu mereka dalam pembentukan, implementasi, dan peningkatan sistem manajemen. Dalam kerangka kerja ini, kami juga menyediakan layanan pengujian sesuai dengan standar EN 53504.