DIN 53509-1 橡胶试验——耐臭氧开裂性能的测定——第1部分 静态条件

DIN 53509-1 橡胶试验——臭氧开裂性能测定——第1部分：静态条件

德国标准化协会 (DIN) 发布的标准“DIN 53509-1 橡胶试验 - 抗臭氧开裂性能的测定 - 第 1 部分：静态条件”描述了测定橡胶和弹性体抗臭氧开裂性能的试验方法。

大气中的臭氧，即使浓度很低，也会导致许多硫化橡胶或热塑性橡胶表面开裂，尤其是那些含有双键的橡胶（例如天然橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶）。对于暴露在户外或高海拔环境中的密封件、轮胎、软管、O型圈和其他橡胶制品而言，这是一个至关重要的问题。

本质上，DIN 53509-1 标准是主要部分。它描述了如何在受控臭氧气氛下对橡胶试样进行静态拉伸应力处理，以及如何评估开裂情况。该标准包含两种常用方法：

• 方法A：在特定臭氧浓度和电压下，经过恒定暴露时间后评估裂纹情况。该方法是一种固定时间评估方法：
  • 将试样拉伸至一个或多个确定的伸长率（应变，例如 10%、20%、30%、50%）。
  • 将样品暴露在臭氧室中一段时间​​（通常为 24 小时、48 小时、72 小时或更长时间，具体取决于规格或客户要求）。
  • 暴露期结束后，取出样品并检查裂纹的存在、数量、长度和深度/严重程度（通常是目视检查，并在 2 倍至 10 倍放大倍率下进行）。

裂缝根据分类方案进行分级（通常基于裂缝密度和尺寸）。常见的分级标准从 0（无可见裂缝）到更高的数字，更高的数字表示裂缝严重程度的增加（例如，许多小裂缝、少量大裂缝、深裂缝）。有时也会采用简单的合格/不合格标准（例如，“不允许有裂缝”）。

典型用途包括质量控制、材料对比，或检验化合物在实际使用条件下是否符合规格要求。这是实践中更常用的方法。

• 方法B：确定临界应力或首次开裂时间。此方法是一种失效时间或阈值法。进行试验时，
  • 将试样拉伸至一个或多个确定的伸长率（与方法 A 相同）。
  • 将样品放入臭氧室中，并在整个暴露时间内定期（例如每隔几个小时）进行检查。
  • 测试将持续进行，直到表面出现第一道可见裂缝为止。

评估过程中，结果以给定应力水平下出现首条裂纹所需的暴露时间（以小时为单位）来表示。出现首条裂纹所需的时间越长，表明耐臭氧性能越好。该结果也可用于确定临界应力或阈值应力（即使经过非常长时间的暴露也不会出现裂纹的最大应力）。

典型应用包括研究和开发、对不同化合物进行排序，或确定橡胶在臭氧环境中的安全工作应力极限。

测试条件通常包括浓度为 25–200 pphm（百万分之二十五）的臭氧、约 40 摄氏度的温度以及一定的伸长率（例如，抗拉强度为 10%–60%）。裂纹通常在 10 倍放大倍率下进行目视评估，并根据其严重程度进行分级。

参考方法（湿化学参考方法）用于测定实验室试验箱中的臭氧浓度。这确保了试验过程中臭氧水平的精确控制。

DIN 53509-1 标准在技术上与“ISO 1431-1 硫化橡胶或热塑性橡胶——耐臭氧开裂性能——第 1 部分：静态和动态拉伸试验”标准非常相似，通常被认为是等效标准或国家标准。许多实验室现在更倾向于使用更新后的 ISO 版本，该版本包含了静态和动态拉伸试验。DIN 53509 标准仍然被用作一些旧规范的参考，尤其是在德国和欧洲的工业领域（例如汽车和密封技术）。

简而言之，DIN 53509 标准规定了评估橡胶和弹性体材料抗臭氧开裂性能的方法。大气中的臭氧会降解橡胶材料，尤其是在应力作用下。该标准提供了一种可控的方法来模拟此类条件并评估材料的耐久性。

DIN 53509 标准主要关注以下方面：

• 橡胶和弹性体测试
• 暴露于富含臭氧的环境中
• 应力作用下裂纹形成的评估。

所描述的测试方法包括：

• 橡胶试验样品的制备
• 施加特定的拉伸应力
• 将样品放入密封的臭氧室中。
• 在控制条件下接触以下物质：
  • 臭氧浓度
  • 温度
  • 时间

暴露后，对样品进行目视检查，看是否有裂缝或表面劣化。

该测试旨在确定材料在实际压力条件下抵抗臭氧侵蚀的能力。

测试中使用的基本测试设备包括以下设备：

• 臭氧测试箱（避光且密封）
• 臭氧生成和监测系统
• 施加恒定电压的样品支架。

通常检查的条件如下：

• 臭氧浓度（ppm 值）
• 温度
• 接触时间

测试结束后，结果将根据以下标准进行评估：

• 是否存在裂缝
• 裂缝密度和尺寸
• 裂纹形成时间

材料根据其耐臭氧性能进行分类，这对于材料的耐久性至关重要。

DIN 53509 标准广泛应用于橡胶暴露于空气和应力环境中的行业。例如：

• 汽车用品（密封元件、软管、轮胎）
• 电绝缘
• 建筑材料
• 工业橡胶部件

该标准被认为很重要，原因如下：

• 臭氧会导致橡胶部件过早失效。
• 它有助于确保长期耐用性和安全性。
• 它支持材料选择和质量控制。
• 它可以防止关键应用中出现代价高昂的故障。

总之，DIN 53509 标准在规范橡胶材料耐臭氧性能的评估方法方面发挥了重要作用。尽管它已被 ISO 1431 标准取代，但其方法论对于理解橡胶老化和环境耐久性仍然至关重要。

目前，DIN 53509-1标准的部分内容已被弃用，取而代之的是与之兼容的ISO 1431系列标准，但该标准仍被广泛引用在技术文献、材料数据表和旧版规范中。德国和欧洲的实验室通常会根据DIN 53509和ISO 1431标准对设备进行校准，以确保符合客户要求。

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