DIN 53504 Draghållfasthetsprovning av gummi och elastomerer

Standarden ”DIN 53504 Gummiprovning - Bestämning av draghållfasthet, sträckgräns, brottöjning och spänningsvärden vid dragprovning”, publicerad av Tyska standardiseringsinstitutet (DIN), beskriver förfarandena för att bestämma draghållfasthet, sträckgräns, brottöjning och spänningsvärden för provkroppar med specifika former tillverkade av gummi och elastomerer, när provkropparna sträcks med konstant hastighet tills brott uppstår.

Eftersom draghållfasthet och brottöjning ensamma inte tillräckligt karaktäriserar elastomerers beteende under dragspänning vid dragprovning, måste den fullständiga kraft-töjningskurvan registreras.

DIN 53504 är en standard för att definiera metoden för att bestämma dragspännings-töjningsegenskaperna hos vulkaniserat gummi och elastomerer. Denna standard har använts i många år och fortsätter att tillämpas i stor utsträckning, särskilt inom den europeiska gummiindustrin, för kvalitetskontroll, materialspecifikation och produktutveckling av elastomera material såsom tätningar, slangar, däck, vibrationsdämpare, transportband och tekniska gummiprodukter.

Testet drar ett standardiserat gummiprov med konstant hastighet tills det går sönder och registrerar kraft-töjningsbeteendet. De viktigaste egenskaperna som bestäms är följande:

• Draghållfasthet vid brott: Den maximala spänningen ett material kan motstå innan det går sönder.
• Dragspänning vid sträckgräns: Huruvida det finns en sträckgräns eller inte (mindre vanligt i elastomerer).
• Brottöjning: Den procentuella brottöjningen är vanligtvis hundratals procent för bra gummin.
• Spänningsvärden vid specifika töjningar: Till exempel är spänning vid 100 %, 200 % eller 300 % töjning (moduler, t.ex. 100 % modul, 300 % modul) avgörande för karakterisering av gummiblandningar.

Dessa värden hjälper till att utvärdera materialkvalitet, blandningsformulering, vulkaniseringsgrad, fyllmedelsfördelning, åldringsbeständighet och lämplighet för specifika tillämpningar.

Denna standard använder huvudsakligen hantelformade (hundbensformade) provkroppar med definierade dimensioner. De vanligaste typerna är:

• S1 (föredraget för de flesta tester): Total längd cirka 115 mm, smal parallell sektion 33 mm lång x 6 mm bred.
• S2 och S3: Mindre varianter för begränsade materialmängder.
• Ringformade prover (typ R) kan också användas i vissa fall.

S2-provet används mycket ofta, särskilt populärt för rutintestning på grund av dess praktiska storlek och tillförlitliga resultat. Typiska egenskaper för S2-provet är följande:

• Smal parallell testsektion
• Specifik mätlängd
• Standardiserad bredd och tjocklek.

Prover skärs ut från gjutna ark (vanligtvis 2 mm tjocka) med hjälp av precisionsformar. Minst 5 prover per testförhållande rekommenderas för statistisk tillförlitlighet.

Testproceduren följer vanligtvis dessa steg:

• Konditionering: Prover konditioneras vanligtvis i en standardlaboratorieatmosfär (23 grader Celsius plus/minus 2 grader Celsius temperatur, 50 procent plus/minus 5 procent relativ luftfuktighet).
• Mätning: Noggrann tjockleks- och breddmätning av den smala sektionen för att beräkna den initiala tvärsnittsarean.
• Kompression: Hanteländarna komprimeras på en dragprovningsmaskin (typ med konstant hastighet).
• Testhastighet: Vanligtvis 500 mm/min för hantlar (mycket snabbt jämfört med tester i hårdplast).
• Spänningsmätning: För mer noggrann modulbestämning görs detta antingen genom kopplingsfrikoppling (nominell spänning) eller med en kontakt-/kontaktlös extensometer.
• Rekord: Kontinuerlig kraft-töjningskurva upp till brott.

Denna procedur överensstämmer i stort sett med ISO 37-standarden (den internationella motsvarigheten för dragprovning av gummi), men det finns vissa nationella preferenser och mindre skillnader.

I gummitestlaboratorier världen över ingår resultaten från DIN 53504-standarden i nästan alla materialdatablad för elastomerer. Hög draghållfasthet och töjning indikerar god blandningskvalitet, medan spänningsvärden vid konstanta töjningar visar styvhetsbeteendet under belastning.

Kort sagt är DIN 53504-standarden en av de mest använda teststandarderna för att utvärdera den mekaniska prestandan hos vulkaniserat gummi och termoplastiska elastomerer. Denna standard spelar en avgörande roll i kvalitetskontroll, produktutveckling och materialjämförelse inom sektorer som fordonsindustrin, byggbranschen, medicintekniska produkter och industriprodukter.

Denna standard gäller för:

• vulkaniserat gummi
• Termoplastiska elastomerer (TPE)
• Elastomera ark och gjutna delar

Den används för att bestämma följande:

• Draghållfasthet
• Förlängning vid brott
• Spänning vid de specificerade förlängningarna

Denna standard refereras ofta till tillsammans med ISO 37 eftersom den definierar liknande dragprovningsmetoder för gummimaterial.

Testet utförs med en universell dragprovningsmaskin utrustad med följande:

• Konstant hastighetskontroll för tvärhuvudet
• Lämpliga hållare för elastomerer.
• Kraftmätningssystem
• Extensometer

Testhastigheten bestäms baserat på provtyp och materialkrav.

De viktigaste parametrarna som mäts är följande:

• Draghållfasthet: Den maximala dragspänningen före brott.

Draghållfasthet = Maximal kraft / Ursprunglig tvärsnittsarea.

• Förlängning vid brott: Den procentuella längdökningen vid brottögonblicket.

Brottöjning (procent) = Brottöjning / Ursprunglig uppmätt längd x 100.

• Spänning vid specifika förlängningsvärden: Spänningsvärden mätta vid specifika förlängningsprocenter (t.ex. 100 %, 200 %, 300 %). Dessa värden är viktiga för att utvärdera styvhet och elasticitet.

Standarden DIN 53504 krävs för följande:

• Materialutveckling: Jämförelse av gummiformuleringar
• Kvalitetskontroll: Säkerställa batchkonsistens.
• Leverantörskvalificering: Verifiering av överensstämmelse med specifikationer.
• Felanalys: Undersökning av mekaniska prestandaproblem.

Branscher som är starkt beroende av denna standard inkluderar:

• Fordon (tätningselement, packningar, slangar, kopplingar)
• Industriella maskiner
• Medicinska elastomerer
• Konsumentprodukter

Sammanfattningsvis är DIN 53504-standarden fortfarande en av de viktigaste mekaniska teststandarderna för gummimaterial. Genom att definiera exakta provgeometrier, testförhållanden och beräkningsmetoder säkerställer den tillförlitliga och jämförbara mätningar av draghållfasthet. För tillverkare och laboratorier som arbetar med elastomerer är efterlevnaden av DIN 53504-standarden avgörande för att upprätthålla produktens prestanda, säkerhet och marknadsacceptans.

I många år har vår organisation, med sin kompetenta och erfarna personal, förstått sina kunders behov, tillhandahållit de avancerade testtjänster de behöver och hjälpt dem med att etablera, implementera och förbättra ledningssystem. Inom detta ramverk tillhandahåller vi även testtjänster i enlighet med standarden EN 53504.