ISO 1431 Borracha Vulcanizada ou Termoplástica - Resistência à Trinca por Ozônio

ISO 1431 Borracha Vulcanizada ou Termoplástica - Resistência à Trinca por Ozônio

A norma “ISO 1431 Borracha vulcanizada ou termoplástica - Resistência à fissuração por ozônio” publicada pela Organização Internacional de Padronização (ISO) consiste nas seguintes subseções publicadas sob o mesmo título:

ISO 1431 Borracha Vulcanizada ou Termoplástica - Resistência à Trinca por Ozônio

  • A norma “ISO 1431-1 Parte 1: Teste de deformação estática e dinâmica” descreve procedimentos projetados para prever a resistência de borrachas vulcanizadas ou termoplásticas à fissuração quando expostas ao ar contendo uma concentração de ozônio especificada, uma temperatura especificada e, se necessário, uma umidade relativa especificada, sob tensão de tração estática ou dinâmica e na ausência dos efeitos da luz direta.

Esta norma utiliza observação visual, análise de imagens ou ambas para avaliar a formação e o crescimento de fissuras. Alterações nas propriedades físicas ou químicas resultantes da exposição também podem ser determinadas. Métodos de referência e alternativos para determinar a concentração de ozônio estão incluídos na ISO 1431-3.

O ozônio está geralmente presente em quantidades vestigiais na atmosfera. No entanto, mesmo pequenas quantidades de ozônio podem causar rachaduras sob tensão de tração em borrachas sensíveis, resultando em perda de resistência. Portanto, as borrachas devem ser testadas quanto à resistência à exposição ao ozônio. Devido às incertezas da exposição natural, os testes de resistência ao ozônio em borrachas são geralmente realizados em laboratórios que utilizam câmaras de ozônio especialmente projetadas.

Deve-se ter muito cuidado ao tentar relacionar os resultados dos testes padrão ao desempenho em serviço, pois a resistência relativa ao ozônio de diferentes borrachas pode variar significativamente dependendo das condições, particularmente da concentração de ozônio, temperatura e umidade relativa. Além disso, os testes são realizados em corpos de prova finos deformados em tração, e a severidade do ataque a peças em serviço pode variar consideravelmente devido aos efeitos do tamanho, tipo e magnitude da deformação. Notas explicativas sobre a natureza da fissuração por ozônio estão incluídas no apêndice padrão (Apêndice A).

  • “ISO 1431-2 A norma “Parte 2: Ensaio de deformação dinâmica” foi retirada de aplicação e seu conteúdo foi incluído na última atualização da norma ISO 1431-1.
  • A norma “ISO 1431-3 Parte 3: Métodos de referência e alternativos para determinar a concentração de ozônio em câmaras de teste de laboratório” descreve três tipos de métodos para determinar a concentração de ozônio em câmaras de teste de laboratório.
    • Método A Absorção de UV: Este método é o método de referência e é usado como uma ferramenta de calibração para os métodos alternativos B e C.
    • Método B Técnicas instrumentais:
      • B1: Eletroquímica
      • B2: Quimioluminescência
    • Método C Técnicas químicas úmidas:
      • Método I
      • Método II
      • Método III

Diversas técnicas estão disponíveis para a análise de misturas gasosas de ozônio/ar utilizadas em testes de craqueamento de borrachas por ozônio. Essas técnicas incluem procedimentos químicos por via úmida, células eletroquímicas, absorção de UV e quimioluminescência de etileno.

Em princípio, os métodos de química úmida, eletroquímica e de absorção UV são comparáveis, mas, na prática, frequentemente não produzem os mesmos resultados. Métodos de química úmida, tipicamente envolvendo a absorção de ozônio em solução de iodeto de potássio e a titulação do iodo liberado com tiossulfato de sódio, têm sido tradicionalmente utilizados na indústria da borracha e são especificados em normas nacionais. Eles não são adequados para operação ou controle contínuos e, portanto, são menos preferíveis na prática do que os métodos instrumentais. Os resultados obtidos demonstraram ser sensíveis a pequenas variações nos procedimentos de teste e na concentração e pureza dos reagentes, e muito debate tem surgido em relação à estequiometria da reação.

Métodos eletroquímicos são amplamente utilizados na indústria da borracha e têm se mostrado úteis para o monitoramento e controle contínuos do ozônio. Métodos de quimioluminescência também têm sido utilizados. Recentemente, analisadores de absorção UV, que possuem capacidades semelhantes de monitoramento e controle, têm sido cada vez mais utilizados. Mais importante ainda, essa técnica foi adotada como padrão e é universalmente aceita por todas as principais organizações ambientais.

Consequentemente, este método padrão de absorção UV foi adotado como técnica de referência para a calibração de todos os outros métodos. Como qualquer instrumento de medição, a precisão de qualquer instrumento UV depende da calibração e manutenção de seus componentes e, portanto, até mesmo os analisadores UV devem ser comparados com instrumentos padrão aceitos. Estudos estão sendo conduzidos em muitos países para propor um instrumento padrão primário.

A série de normas ISO 1431 é uma norma internacional que inclui métodos de ensaio para avaliar a resistência da borracha vulcanizada ou termoplástica e de certos plásticos à fissuração induzida por ozônio em condições estáticas ou dinâmicas. Esta norma é fundamental para indústrias que dependem de materiais de borracha e plástico expostos ao ozônio, como a automotiva, aeroespacial e a indústria de manufatura.

O ozônio, uma forma altamente reativa de oxigênio, está presente na atmosfera e pode acelerar o envelhecimento dos materiais, principalmente em aplicações externas. Esta norma é essencial para garantir a durabilidade dos materiais em ambientes onde a exposição ao ozônio é significativa, como pneus, vedações e mangueiras. Ela ajuda os fabricantes a prever a vida útil dos produtos e a cumprir os requisitos do setor.

Os principais métodos descritos na norma ISO 1431 são:

  • Ensaio de deformação estática: Este método avalia a resistência do material à formação de fissuras por ozônio quando submetido a uma deformação constante. Corpos de prova, geralmente em formato de haltere ou tiras retangulares, são expostos a uma concentração de ozônio especificada (por exemplo, 50 ppm mais/menos 5 ppm, partes por milhão, por volume) a uma temperatura controlada (geralmente 40 graus Celsius mais/menos 2 graus Celsius) e umidade. Os corpos de prova são esticados até um alongamento especificado (por exemplo, 20%) e mantidos nessa posição durante toda a exposição. Após um tempo especificado (por exemplo, 24, 48 ou 72 horas), os corpos de prova são examinados visualmente ou microscopicamente em busca de fissuras.
  • Ensaio de deformação dinâmica: Este método avalia a resistência ao ozônio sob alongamento e relaxamento cíclicos, simulando condições reais em que os materiais são submetidos a tensões mecânicas repetidas. Os espécimes são montados em uma máquina de ensaio dinâmico que aplica deformação contínua ou intermitente (por exemplo, alongamento de 0 a 20%) enquanto expostos ao ozônio. Este método é particularmente importante para aplicações como pneus ou correias, onde os materiais são submetidos a flexões repetidas.
  • Testes de envelhecimento acelerado: Esta norma inclui disposições para testes de envelhecimento acelerado para simular a exposição prolongada ao ozônio em um período mais curto. Esses testes utilizam concentrações mais altas de ozônio ou temperaturas elevadas para acelerar a degradação, permitindo que os fabricantes prevejam o desempenho do material em períodos mais longos.

Esta norma inclui condições de teste precisas. Por exemplo,

  • Concentração de ozônio: normalmente 25, 50, 100 ou 200 ppm, dependendo dos requisitos do teste.
  • Temperatura: Os testes padrão são realizados a 40 graus, mas temperaturas diferentes podem ser usadas para aplicações específicas.
  • Umidade: Controlada para garantir resultados consistentes, pois a umidade pode afetar a degradação do ozônio.

As amostras devem ser condicionadas antes do teste para eliminar tensões residuais (por exemplo, a 23 graus mais/menos 2 graus e 50 por cento mais/menos 5 por cento de umidade relativa).

Para garantir condições consistentes, são necessárias câmaras de teste de ozônio especializadas, equipadas com geradores de ozônio e controles ambientais precisos. As câmaras devem atender aos padrões ISO 1431 de precisão e repetibilidade.

A norma ISO 1431 fornece métodos padronizados para:

  • Controle de qualidade: Para garantir que os materiais de borracha e plástico atendam aos padrões de resistência à exposição ao ozônio.
  • Seleção de materiais: para ajudar os fabricantes a selecionar materiais adequados para condições ambientais específicas.
  • Desenvolvimento de produtos: Orientar a formulação de compostos resistentes ao ozônio, como antiozonantes ou ceras.
  • Conformidade regulatória: para atender aos requisitos regulatórios e da indústria para produtos como componentes automotivos e selos industriais.

Esta norma é essencial para indústrias como pneus automotivos, correias transportadoras ou sistemas de vedação, onde falhas de material devido à quebra de ozônio podem levar a riscos de segurança ou problemas de desempenho.

Nossa organização, que atua há muitos anos e acompanha meticulosamente os desenvolvimentos globais em ciência e tecnologia, conta com uma equipe qualificada e ampla infraestrutura para realizar testes, medições e análises em uma ampla gama de áreas para empresas de todos os setores. Nesse contexto, também prestamos serviços de teste em conformidade com a norma ISO 1431 "Borracha vulcanizada ou termoplástica - Resistência à fissuração por ozônio".

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