DIN 53504 Испытание на растяжение резины и эластомеров

Стандарт «DIN 53504 Испытание резины — Определение предела прочности при разрыве, предела текучести при растяжении, относительного удлинения при разрыве и значений напряжений при испытании на растяжение», опубликованный Немецким институтом стандартизации (DIN), описывает процедуры определения предела прочности при разрыве, предела текучести при растяжении, относительного удлинения при разрыве и значений напряжений для образцов определенной формы, изготовленных из резины и эластомеров, при растяжении образцов с постоянной скоростью до разрушения.

При испытаниях на растяжение, поскольку предел прочности и относительное удлинение при разрыве сами по себе не позволяют адекватно охарактеризовать поведение эластомеров под действием растягивающего напряжения, необходимо регистрировать полную кривую зависимости силы от удлинения.

Стандарт DIN 53504 определяет метод определения предельных характеристик прочности на растяжение вулканизированной резины и эластомеров. Этот стандарт используется уже много лет и продолжает широко применяться, особенно в европейской резиновой промышленности, для контроля качества, спецификации материалов и разработки продукции из эластомерных материалов, таких как уплотнения, шланги, шины, виброгасители, конвейерные ленты и технические резиновые изделия.

В ходе испытания стандартизированный образец резины растягивается с постоянной скоростью до разрыва, после чего регистрируется зависимость силы от удлинения. Определяются следующие ключевые свойства:

• Предел прочности при разрыве: максимальное напряжение, которое материал может выдержать до разрушения.
• Предел прочности при растяжении в точке текучести: наличие или отсутствие точки текучести (реже встречается у эластомеров).
• Относительное удлинение при разрыве: для качественных резиновых изделий относительное удлинение при разрыве обычно составляет сотни процентов.
• Значения напряжений при определенных деформациях: например, напряжения при 100%, 200% или 300% удлинении (модули, например, модуль 100%, модуль 300%) имеют решающее значение для характеристики резиновых смесей.

Эти значения помогают оценить качество материала, состав компаунда, степень вулканизации, распределение наполнителя, устойчивость к старению и пригодность для конкретных применений.

В этом стандарте в основном используются образцы для испытаний в форме гантели (собачьей кости) с заданными размерами. Наиболее распространенные типы:

• S1 (предпочтительный вариант для большинства тестов): общая длина приблизительно 115 мм, узкая параллельная секция длиной 33 мм и шириной 6 мм.
• S2 и S3: Уменьшенные варианты для ограниченного количества материала.
• В некоторых случаях также могут использоваться образцы кольцеобразной формы (тип R).

Образец S2 очень широко используется, особенно популярен для рутинных исследований благодаря своему компактному размеру и надежным результатам. Типичные характеристики образца S2 следующие:

• Узкое параллельное испытательное сечение
• Указанная длина измерения
• Стандартизированная ширина и толщина.

Образцы вырезаются из формованных листов (обычно толщиной 2 мм) с использованием прецизионных форм. Для обеспечения статистической достоверности рекомендуется использовать не менее 5 образцов для каждого условия испытания.

Процедура тестирования, как правило, включает следующие этапы:

• Подготовка образцов: Образцы обычно подготавливаются в стандартной лабораторной атмосфере (температура 23 градуса Цельсия ± 2 градуса Цельсия, относительная влажность 50% ± 5%).
• Измерение: Точное измерение толщины и ширины узкого участка для расчета исходной площади поперечного сечения.
• Сжатие: Концы гантелей сжимаются на машине для испытания на растяжение (с постоянной скоростью вращения).
• Скорость тестирования: обычно 500 мм/мин для гантелей (очень быстро по сравнению с тестами на твердом пластике).
• Измерение напряжения: Для более точного определения модуля это делается либо путем разъединения муфты (номинальное напряжение), либо с помощью контактного/бесконтактного экстензометра.
• Запись: Непрерывная кривая зависимости силы от удлинения до момента разрушения.

Данная процедура в значительной степени соответствует стандарту ISO 37 (международному эквивалентному стандарту для испытаний резины на растяжение), однако существуют некоторые национальные предпочтения и незначительные различия.

В лабораториях по испытанию резины по всему миру результаты, полученные в соответствии со стандартом DIN 53504, включены практически в каждый паспорт материала для эластомеров. Высокая прочность на разрыв и удлинение свидетельствуют о хорошем качестве компаунда, а значения напряжения при постоянном удлинении показывают жесткость под нагрузкой.

Вкратце, стандарт DIN 53504 является одним из наиболее широко используемых стандартов испытаний для оценки механических характеристик вулканизированной резины и термопластичных эластомеров. Этот стандарт играет решающую роль в контроле качества, разработке продукции и сравнении материалов в таких отраслях, как автомобилестроение, строительство, медицинские изделия и промышленная продукция.

Этот стандарт распространяется на:

• Вулканизированная резина
• Термопластичные эластомеры (ТПЭ)
• Эластомерные листы и формованные детали

Он используется для определения следующего:

• Предел прочности
• Относительное удлинение при разрыве
• Напряжение при заданных удлинениях

Этот стандарт часто используется наряду с ISO 37, поскольку он определяет аналогичные методы испытаний на растяжение для резиновых материалов.

Испытание проводится с использованием универсальной машины для испытаний на растяжение, оснащенной следующим оборудованием:

• Постоянный контроль скорости перемещения траверсы
• Подходящие фиксаторы для эластомеров.
• система измерения силы
• Экстензометр

Скорость испытания определяется исходя из типа образца и требований к материалу.

Измерялись следующие ключевые параметры:

• Предел прочности на растяжение: максимальное растягивающее напряжение, предшествующее разрушению.

Предел прочности на растяжение = Максимальная сила / Первоначальная площадь поперечного сечения.

• Удлинение при разрыве: процентное увеличение длины в момент разрыва.

Относительное удлинение при разрыве (в процентах) = Относительное удлинение при разрыве / Первоначальная измеренная длина x 100.

• Напряжение при определенных значениях удлинения: Значения напряжения, измеренные при определенных процентах удлинения (например, 100%, 200%, 300%). Эти значения важны для оценки жесткости и упругости.

Стандарт DIN 53504 необходим для следующих случаев:

• Разработка материалов: сравнение составов резины.
• Контроль качества: обеспечение однородности партии продукции.
• Квалификация поставщика: Проверка соответствия техническим требованиям.
• Анализ отказов: исследование проблем, связанных с механическими характеристиками.

К отраслям, в значительной степени зависящим от этого стандарта, относятся:

• Автомобильные запчасти (уплотнительные элементы, прокладки, шланги, фитинги)
• промышленные машины
• Медицинские эластомеры
• Потребительские товары

В заключение, стандарт DIN 53504 остается одним из важнейших стандартов механических испытаний резиновых материалов. Определяя точную геометрию образцов, условия испытаний и методы расчета, он обеспечивает надежные и сопоставимые измерения прочностных характеристик. Для производителей и лабораторий, работающих с эластомерами, соответствие стандарту DIN 53504 имеет важное значение для поддержания эксплуатационных характеристик, безопасности и признания продукции на рынке.

На протяжении многих лет наша организация, располагающая компетентным и опытным персоналом, понимает потребности своих клиентов, предоставляет им необходимые передовые услуги по тестированию и помогает в создании, внедрении и совершенствовании систем управления. В рамках этой деятельности мы также предоставляем услуги по тестированию в соответствии со стандартом EN 53504.