ASTM D412 Vulkanize Kauçuk ve Termoplastik Elastomerler için Standart Test Yöntemleri - Gerilim

Amerikan Test ve Malzeme Kuruluşu (ASTM) tarafından yayınlanan “ASTM D412 Vulkanize kauçuk ve termoplastik elastomerler için standart test yöntemleri - Gerilim“ standardında, vulkanize termoset kauçukların ve termoplastik elastomerlerin çekme (gerilim) özelliklerini değerlendirmek için kullanılan test yöntemleri açıklanmaktadır. Bu yöntemler, ebonit ve benzeri sert, düşük uzamalı malzemeler için geçerli değildir. Bu yöntemler şunlardır:

• Test yöntemi A - Halter ve düz kesit numuneleri
• Test yöntemi B - Kesit halka numuneleri

Bu iki farklı yöntem aynı sonuçları vermez.

Bu standardın amaçları doğrultusunda şu terimler ve tanımlar geçerlidir:

• Çekme dayanımı: Bir numunenin belirli bir şekilde geri çekilmesine izin verildikten sonra kalan uzamadır. Orijinal uzunluğunun yüzdesi olarak ifade edilir.
• Kopma sonrası çekme dayanımı: İki kırık halter parçasının kopma noktasında birbirine oturtulması ile ölçülen çekme dayanımıdır.
• Çekme dayanımı: Bir numuneyi kopana kadar gererek uygulanan maksimum çekme gerilimidir.
• Çekme gerilimi: Bir test parçasını (numuneyi) germek için uygulanan gerilimdir.
• Belirli bir uzamadaki çekme gerilimi: Bir test numunesinin düzgün kesitini belirli bir uzamaya germek için gereken gerilimdir.
• Termoplastik elastomerler: Geleneksel vulkanize kauçukların aksine, termoplastik malzemeler gibi işlenip geri dönüştürülebilen, kauçuk benzeri malzemelerden oluşan çeşitli bir aile grubudur.
• Nihai uzama: Sürekli çekme geriliminin uygulanmasıyla kopmanın meydana geldiği uzamadır.
• Akma noktası: Gerilim-şekil değiştirme eğrisinde, nihai kırılma hariç, gerilim oranının şekil değiştirmeye göre sıfır değerine ulaştığı ve negatif olabileceği noktadır.
• Akma gerilimi: Akma noktasındaki gerilme seviyesidir.
• Akma stresi: Akma noktasındaki stres seviyesidir.

Çekme özelliklerinin belirlenmesi, numune malzemeden alınan test parçalarıyla başlar ve numunelerin hazırlanmasını ve test edilmesini içerir. Numuneler dambıl, halka veya tekdüze kesit alanına sahip düz parçalar şeklinde olabilir.

Çekme gerilimi, belirli bir uzamadaki çekme gerilimi, çekme dayanımı, akma noktası ve nihai uzama ölçümleri, öngerilme uygulanmamış numuneler üzerinde yapılır. Çekme gerilimi, akma noktası ve çekme dayanımı, numunenin tekdüze kesitinin orijinal kesit alanına dayanır.

Çekme setinin ölçümü, daha önce gerilmemiş bir numunenin uzatılması ve öngörülen bir prosedürle geri çekilmesine izin verildikten sonra yapılır. Kopma sonrası set ölçümü olarak da açıklanmaktadır.

Bu test yöntemleri kapsamındaki tüm malzeme ve ürünler, belirli uygulamalarda yeterli performans için çekme kuvvetlerine dayanmalıdır. Bu test yöntemleri, bu tür çekme özelliklerinin ölçülmesine olanak tanır. Ancak, gerçek kullanımdaki potansiyel performans gereksinimlerinin geniş yelpazesi nedeniyle, çekme özellikleri tek başına ürünün toplam son kullanım performansıyla doğrudan ilişkili olmayabilir.

Çekme özellikleri hem malzemeye hem de test koşullarına (uzama hızı, sıcaklık, nem, numune geometrisi, test öncesi koşullandırma gibi) bağlıdır, bu nedenle malzemeler sadece aynı koşullar altında test edildiklerinde karşılaştırılmalıdır.

Sıcaklık ve uzama hızı, çekme özellikleri üzerinde önemli etkilere sahip olabilir ve bu nedenle kontrol edilmelidir. Bu etkiler, test edilen malzeme türüne bağlı olarak değişir.

Çekme deformasyonu, germe ve geri çekmeden sonra kısmen kalıcı, kısmen de geri kazanılabilir olan kalıcı deformasyonu temsil eder. Bu nedenle, karşılaştırılabilir sonuçlar elde etmek için uzama ve geri kazanma süreleri (ve diğer test koşulları) kontrol edilmelidir.

Malzeme bilimi dünyasında, kauçuk endüstrisi için ASTM D412 standardı kadar önemli birkaç standart vardır. Bu standart ilk yayınlandığı günden bugüne mühendisler, üreticiler ve araştırmacılar için bir temel taşı olmuştur. İster elektrikli araçlar için dayanıklı lastikler veya tıbbi cihazlar için esnek contalar geliştiriliyor olun, ASTM D412 standardı, malzemelerin gerçek dünya uygulamalarının getirdiği zorluklara dayanabilmesini sağlar.

Bu standart, özünde çekme özelliklerini değerlendirmek için iki temel yöntem içermektedir: dambıl şeklindeki numuneler için Yöntem A ve halka şeklindeki numuneler için Yöntem B. Bu yaklaşımlar, malzemenin formuna ve nihai kullanımına bağlı olarak testlerde esneklik sağlar.

Testler için numunelerin, doğruluğunun sağlanması amacı ile titizlikle hazırlanması gerekir. En yaygın yöntem olan Yöntem A için standart, altı dambıl tipi belirtir ve genel amaçlı testler için Tip C tercih edilir. Toplam uzunluk 115 mm, ölçüm uzunluğu (dar kesit) 25 mm, dar kesit genişliği 6 mm ve kalınlık tipik olarak 2-3 mm’dir. Yöntem B halkaları, O-ringler gibi döner uygulamalarda düzgün gerilim dağılımı için ideal olan vulkanize saclardan kesilir. Tüm numuneler, standart çevresel maruziyeti taklit etmek için en az 24 saat boyunca 23 derece sıcaklıkta ve yüzde 50 bağıl nemde şartlandırılır.

Testler, sabit uzama oranına sahip evrensel bir test makinesi gerektirir. Çapraz kafa hızı 500 artı/eksi 50 mm/dak olarak ayarlanır ve numune kopana kadar çekilir.

Temel ölçümler şunlardır:

• Çekme dayanımı: Kopmadan önceki maksimum gerilim, kuvvetin orijinal kesit alanına bölünmesiyle hesaplanır (yüksek performanslı kauçuklarda genellikle 20 MPa’yı aşar).
• Kopma uzaması: Kopma anındaki uzama yüzdesi (doğal kauçukta yüzde 800’e kadar).
• Modül: Belirli uzamalardaki gerilim (örneğin yüzde 100, yüzde 300), sertliği gösterir.
• Akma dayanımı: Varsa, kalıcı deformasyon noktası.

Test sonrası analiz, lastik bantlar veya konveyör bantları gibi ürünler için kritik öneme sahip olan elastikiyet geri kazanımını (malzemenin gerinmeden sonra ne kadar iyi geri teptiğini) değerlendirir. Aynı anda beş numuneye kadar test yapabilen yüksek verimli kurulumlar, artık büyük ölçekli üretimde yaygın olarak kullanılmaktadır. Operatörler, yüksek uzamayı idare etmek ve numunenin kırılma sırasında savrulmasını önlemek için koruyucu kavramalar kullanmalıdır.

Kısaca malzemeler sürdürülebilirlik ve akıllı işlevlere doğru evrilirken, ASTM D412 standardı, endüstrileri ileriye taşımaya devam etmekte ve elastomerlerin sadece esnemesini değil, aynı zamanda mükemmelleşmesini de sağlamaktadır. Ar-Ge çalışanları için bu standardı benimsemek isteğe bağlı değil, inovasyonu bir arada tutan faktördür.

Kuruluşumuz, yıllardır yetkin ve deneyimli bir kadro ile müşterilerinin ihtiyaçlarını anlamakta, ihtiyaç duydukları ileri test hizmetlerini vermekte ve yönetim sistemlerinin kurulması, uygulanması ve iyileştirilmesi konusunda yardımcı olmaktadır. Bu çerçevede işletmelere “ASTM D412 Vulkanize kauçuk ve termoplastik elastomerler için standart test yöntemleri - Gerilim“ standardına uygun test hizmetleri de verilmektedir.