DIN 53504 橡膠和彈性體的拉伸試驗

德國標準化協會 (DIN) 發布的標準「DIN 53504 橡膠試驗 - 拉伸試驗中斷裂拉伸強度、屈服拉伸應力、斷裂伸長率和應力值的測定」描述了測定由橡膠和彈性體製成的特定形狀試樣的斷裂拉伸強度、屈服拉伸應力、斷裂伸長率和應力體積值的程序，其中試樣以恆定速率拉伸。

在拉伸試驗中，由於僅憑拉伸強度和斷裂伸長率不足以充分錶徵彈性體在拉伸應力下的行為，因此必須記錄完整的力-伸長曲線。

DIN 53504 是定義硫化橡膠和彈性體拉伸應力-應變性能測定方法的標準。該標準已使用多年，並持續廣泛應用，尤其是在歐洲橡膠行業，用於品質控制、材料規範以及彈性體材料（例如密封件、軟管、輪胎、減振器、傳送帶和工程橡膠製品）的產品開發。

此測試以恆定速度拉伸標準橡膠樣本直至其斷裂，並記錄其力-伸長率曲線。測定的關鍵性能如下：

• 抗拉強度（斷裂強度）：材料在斷裂前所能承受的最大應力。
• 屈服點的拉伸應力：是否存在屈服點（在彈性體中較不常見）。
• 斷裂伸長率：優質橡膠的斷裂伸長率通常在百分之幾。
• 特定應變下的應力值：例如，100%、200% 或 300% 伸長率的應力（模量，例如 100% 模量、300% 模量）對於表徵橡膠化合物至關重要。

這些數值有助於評估材料品質、化合物配方、硫化程度、填料分佈、耐老化性以及對特定應用的適用性。

本標準主要採用尺寸明確的啞鈴形（狗骨形）試樣。最常見的類型有：

• S1（大多數測試的首選）：總長度約 115 毫米，窄平行部分長 33 毫米，寬 6 毫米。
• S2 和 S3：適用於材料數量有限的較小型號。
• 在某些情況下，也可以使用環形試樣（R 型）。

S2 樣品因其體積小巧、結果可靠，被廣泛用於常規檢測。典型的 S2 樣品特徵如下：

• 窄平行試驗段
• 特定測量長度
• 標準化的寬度和厚度。

使用精密模具從模壓片材（通常為 2 毫米厚）上切割樣品。為確保統計可靠性，建議每種測試條件下至少使用 5 個樣本。

測試流程通常遵循以下步驟：

• 調節：樣本通常在標準實驗室環境中進行調節（溫度為 23 攝氏度，誤差為 2 攝氏度；相對濕度為 50%，誤差為 5%）。
• 測量：精確測量窄段的厚度和寬度，以計算初始橫截面積。
• 壓縮：在拉伸試驗機（恆速型）上對啞鈴兩端進行壓縮。
• 測試速度：啞鈴測試通常為 500 毫米/分鐘（與硬塑膠測試相比非常快）。
• 電壓測量：為了更準確地確定模組，可以透過耦合斷開（標稱電壓）或使用接觸式/非接觸式引伸計來完成。
• 記錄：持續的力-伸長曲線直至斷裂。

該程序基本上符合 ISO 37 標準（橡膠拉伸試驗的國際等效標準），儘管存在一些國家偏好和細微差異。

在全球橡膠測試實驗室中，幾乎所有彈性體材料資料表中都包含符合 DIN 53504 標準的測試結果。高拉伸強度和伸長率表明化合物質量良好，而恆定伸長率下的應力值則揭示了材料在載荷作用下的剛度特性。

簡而言之，DIN 53504 標準是應用最廣泛的硫化橡膠和熱塑性彈性體機械性質評估測試標準之一。該標準在汽車、建築、醫療器材和工業產品等領域的品質控制、產品開發和材料比較中發揮著至關重要的作用。

本標準適用於：

• 硫化橡膠
• 熱塑性彈性體（TPE）
• 彈性體片材和模製件

它用於確定以下內容：

• 抗拉強度
• 斷裂伸長率
• 指定伸長率下的應力

該標準經常與 ISO 37 一起被引用，因為它定義了類似的橡膠材料拉伸試驗方法。

此測試使用配備以下部件的萬能拉伸試驗機進行：

• 恆定十字頭速度控制
• 適用於彈性體的維持器。
• 力測量系統
• 伸長計

測試速度取決於樣品類型和材料要求。

測量的關鍵參數如下：

• 抗拉強度：斷裂前的最大拉伸應力。

抗拉強度 = 最大力 / 原始橫截面積。

• 斷裂伸長率：斷裂瞬間長度的百分比增加。

斷裂伸長率（百分比）= 斷裂伸長率 / 原始測量長度 x 100。

• 特定伸長率下的應力：在特定伸長率（例如 100%、200%、300%）下測量的應力值。這些值對於評估剛度和彈性非常重要。

以下情況需符合 DIN 53504 標準：

• 材料開發：橡膠配方比較
• 品質控制：確保批次一致性。
• 供應商資格：驗證是否符合規範。
• 失效分析：調查機械性質問題。

嚴重依賴此標準的行業包括：

• 汽車用品（密封元件、墊圈、軟管、接頭）
• 工業機械
• 醫用彈性體
• 消費品

總之，DIN 53504 標準仍然是橡膠材質最重要的機械性質測試標準之一。它透過定義精確的樣品幾何形狀、測試條件和計算方法，確保了可靠且可比較的拉伸性能測量結果。對於從事彈性體生產的製造商和實驗室而言，遵守 DIN 53504 標準對於維持產品性能、安全性和市場認可至關重要。

多年來，憑藉我們經驗豐富的專業團隊，我們始終專注於客戶需求，提供先進的測試服務，並協助客戶建立、實施和改進管理系統。在此框架下，我們也提供符合EN 53504標準的測試服務。