A norma “ISO 11346 Borracha vulcanizada ou termoplástica - Estimativa da vida útil e temperatura máxima” publicada pela Organização Internacional de Padronização (ISO) descreve os princípios e procedimentos para estimar a resistência térmica de borrachas resultante da exposição a altas temperaturas por longos períodos.
Duas abordagens são especificadas nesta norma: — uma usando a relação de Arrhenius; — o outro usando a equação WLF. Nesta Norma Internacional, a estimativa da resistência térmica é baseada unicamente na alteração de propriedades selecionadas resultantes de períodos de exposição a temperaturas elevadas. Várias propriedades das borrachas mudam em taxas diferentes durante o envelhecimento térmico, portanto, comparações entre diferentes borrachas só podem ser feitas usando as mesmas propriedades.
A taxa de uma reação química normalmente aumenta com o aumento da temperatura. Ao expor peças de teste a uma série de altas temperaturas, a relação entre a taxa de reação dos mecanismos de degradação e a temperatura pode ser deduzida. As estimativas podem então ser feitas extrapolando o grau de deterioração após um certo tempo a uma certa temperatura ou o tempo necessário para atingir um certo grau de deterioração a uma certa temperatura.
A relação entre a taxa de reação e a temperatura pode frequentemente ser expressa pela equação de Arrhenius. A taxa de reação a uma determinada temperatura é obtida a partir da alteração no valor de uma propriedade selecionada com o tempo de exposição a essa temperatura. A taxa de reação pode ser indicada pelo tempo até um certo grau de degradação (valor limite) e esta pode ser a única medida a ser usada se a relação propriedade/temperatura for complexa. A aproximação de Arrhenius é adequada apenas para reações de decomposição química e pode fornecer resultados incorretos em testes onde mudanças físicas (viscoelásticas) não podem ser facilmente separadas em mudanças químicas.
Uma abordagem alternativa para borrachas é usar a equação de Williams-Landel-Ferry . Essa equação realiza uma transformação tempo/temperatura e não faz suposições sobre a forma da relação propriedade/tempo em qualquer temperatura dada. Portanto, em princípio, ela pode ser aplicada a qualquer propriedade física, incluindo aglomeração e relaxamento, ou a situações em que a relação propriedade/tempo é complexa.
Esta norma é baseada nas normas ISO 2578 e IEC 60216.
Para os fins desta norma, aplicam-se os seguintes termos e definições:
Em princípio, em uma temperatura de teste selecionada, as alterações no valor numérico de uma propriedade selecionada, por exemplo, uma propriedade mecânica ou viscoelástica, são determinadas em função do tempo. O teste continua até que o valor limite relevante para o recurso em questão seja excedido. Testes adicionais são realizados em pelo menos duas outras temperaturas. Para o procedimento de Arrhenius, as medições resultantes das taxas de reação são plotadas logaritmicamente como uma função do inverso da temperatura, e a linha reta resultante é extrapolada ou interpolada de volta para a temperatura de uso. Para o procedimento Williams Landel Ferry, constantes de deslocamento são calculadas e usadas para transferir a relação propriedade/tempo para a temperatura em uso.
Os testes selecionados devem preferencialmente se referir a características que provavelmente sejam de importância prática. Sempre que possível, devem ser utilizados métodos de teste especificados em normas internacionais. Para avaliações gerais, as propriedades de dureza e tensão-deformação de tração são comumente usadas, mas o relaxamento da tensão ou a estabilização na compressão são desejados, por exemplo, para aplicações de vedação. Para o envelhecimento dos corpos de prova, deve ser utilizado um forno de circulação de ar que atenda aos requisitos da norma “ISO 188 Borracha vulcanizada ou termoplástica - Ensaios de envelhecimento acelerado e resistência ao calor”.
O valor limite deve ser selecionado como o grau máximo aceitável de degradação para a propriedade e o uso final que estão sendo testados. Normalmente, 502% do valor inicial do imóvel é escolhido. O teste normalmente deve ser continuado por um período de tempo suficientemente longo até que o valor limite seja atingido. Embora seja possível extrapolar para graus maiores de distorção, isso não é recomendado.
As dimensões e o método de preparação dos corpos de prova devem estar em conformidade com a norma do método de ensaio relevante. O número total mínimo de peças de teste necessárias para um método de teste destrutivo depende de:
O número mínimo de peças de teste necessárias é fornecido na fórmula.
É recomendável envelhecer peças de teste adicionais em cada temperatura caso ocorram problemas após várias semanas, meses ou anos de envelhecimento ou se uma temperatura de exposição extra for necessária para aumentar a sensibilidade. O número mínimo de peças de teste necessárias para um método de teste não destrutivo normalmente é fornecido na fórmula.
Ao medir a deformação por compressão, a deformação por tensão e o relaxamento, os testes são preferencialmente realizados nas mesmas peças de teste em momentos diferentes para reduzir o número de peças de teste necessárias. Isso também reduz a variação nos resultados dos testes. Além disso, podem ser necessários testes para determinar as temperaturas de exposição e o número de pontos de teste necessários em cada temperatura. Embora seja possível reduzir o número de peças de teste fornecidas no padrão do método de teste para economizar testes, a extrapolação de resultados requer a melhor precisão possível e, em alguns casos, pode ser aconselhável aumentar o número de peças de teste.
Nossa organização, que vem tentando dar suporte a empresas de todos os setores com uma ampla gama de estudos de testes, medições, análises e avaliações realizados há anos, conta com uma equipe forte que acompanha de perto os desenvolvimentos no mundo no campo da ciência e tecnologia e se aprimora constantemente. Neste contexto, também são prestados serviços de ensaios às empresas de acordo com a norma “ISO 11346 Borracha vulcanizada ou termoplástica - Estimativa da vida útil e temperatura máxima”.
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