TIÊU CHUẨN VIỆT NAM

TCVN 5363 – 91

CAO SU - XÁC ĐỊNH LƯỢNG MÀI MÒN THEO PHƯƠNG PHÁP LĂN

Rubber - Methods for determination of abrasion resistance

Tiêu chuẩn này áp dụng cho cao su, sản phẩm cao su và quy định phương pháp lăn xác định lượng mài mòn

Tiêu chuẩn này không áp dụng cho cao su xốp.

Tiêu chuẩn này phù hợp với ST SEV 6019 – 87.

1. BẢN CHẤT PHƯƠNG PHÁP

Phương pháp dựa trên việc xác định tổn thất khối lượng của mẫu thử dạng hình trụ có kích thước xác định được ép sát vào bề mặt mài mòn của một tang trống quay trong điều kiện mẫu thử được dịch chuyển song song với trục của tang trống và việc tính toán tổn thất thể tích của mẫu thử có tính đến khối lượng riêng của cao su.

2. CHUẨN BỊ MẪU THỬ

2.1. Mẫu thử có dạng hình trụ đường kính (16,0 ± 0,22) mm và bề dày không nhỏ hơn 6mm. Sử dụng mũi khoan rỗng hình trụ để tạo mẫu thử. Khi khoan sử dụng chất bôi trơn thích hợp (ví dụ dung dịch xà phòng). Trên bề mặt chịu mài mòn của mẫu thử không được có những khuyết tật nhìn thấy được bằng mắt thường.

Để tạo mẫu thử, sử dụng các mũi khoan rỗng hình trụ, quay với tần số không nhỏ hơn 1000min^-1. Kích thước của mũi khoan phải phù hợp với chỉ dẫn trên hình 1.

Hình 1

2.2. Cho phép tạo mẫu thử bằng cách lưu hóa trong khuôn ép có đường kính trong của lỗ (16,20 ± 0,05)mm.

2.3. Trong trường hợp không có mẫu thử có bề dày cần thiết, cho phép sử dụng các mẫu ghép. Tạo các mẫu này bằng cách dán vật liệu thử có bề dày nhỏ nhất 2mm lên một thân chính có bề dày nhỏ nhất 6mm và có độ cứng IRHD không nhỏ hơn 80. Trong trường hợp này, khi tiến hành thử cần theo dõi để các mẫu thử không bị mài mòn đến lớp dán.

2.4. Từ các thực phẩm có chứa các lớp vải, các mẫu thử được tạo nên từ một khối nguyên có một lớp vải. Khi tiến hành thử cần theo dõi để mẫu thử không bị mài mòn đến lớp vải.

2.5. Thời gian từ khi lưu hóa đến khi thử mẫu phải phù hợp với quy định trong tài liệu pháp qui hiện hành.

2.6. Trước khi thử, các mẫu thử cần được bảo ôn thêm theo quy định hiện hành.

2.7. Số lượng mẫu để thử không nhỏ hơn 3, trong trường hợp thử trọng tải thì số mẫu không nhỏ hơn 10.

3. PHƯƠNG TIỆN THỬ

3.1. Sử dụng cân bảo đảm sai số đo không lớn hơn ± 1,0 mg để cân mẫu thử.

3.2. Sử dụng các thiết bị phù hợp theo hình 2 và 3 để thử. Chúng phải đảm bảo yêu cầu sau:

3.2.1. Kẹp chắc chắn mẫu thử trên giá và giấy ráp mài mòn trên tang trống quay.

3.2.2. Gá mẫu thử trên một giá hình trụ có đường kính có thể điều chỉnh được vô cấp từ 15,5 đến 16,3 mm.

3.2.3. Gá mẫu sao cho phần nhô ra của nó so với giá kẹp là (2,0 ±0,1)mm.

3.2.4. Tang trống có đường kính (150,0 ± 0,2)mm chiều dài khoảng 560mm quay với tần số (40 ± 1) min^-1.

3.2.5. Mẫu thử chuyển động tịnh tiến theo hướng song song với trục của tang trống với tốc độ (4,20 ± 0,04)mm sau mỗi vòng quay của tang trống.

3.2.6. Chiều dài toàn bộ của đường mài mòn là (40,0 ± 0,8)mm.

3.2.7. Mẫu thử tự tiếp cận với bề mặt mài mòn ở giai đoạn đầu của phép thử và tự thoát khỏi bề mặt mài mòn sau 84 vòng quay khi gá giấy ráp theo điều 3.5 hoặc sau 100 vòng quay khi gá giấy ráp theo điều 3.6.

3.2.8. Lực ép của mẫu lên tang trống là (10,0 ± 0,2)N hoặc (5,0 ± 0,1)N.

3.2.9. Góc giữa trục đối xứng của giá kẹp mẫu thử với trục thẳng đứng trong mặt phẳng vuông góc với trục của tang trống theo chiều quay của tang trống là 3^oC.

3.2.10. Sai lệch cho phép giữa tâm của mẫu thử tiếp xúc với tang trống so với điểm năm trên giao tuyến giữa mặt phẳng thẳng đứng dọc trục và mặt phẳng tang trống phải đảm bảo là ±1mm.

Hình 2

3.3. Tay đòn quay và giá cho mẫu thử không được rung trong thời gian ép mẫu thử vào tang trống với lực (10,0 ± 0,2)N. Đối với các mẫu thử làm từ nguyên liệu mềm có thể gây ra các rung động, cho phép giảm lực ép xuống (5,0 ± 0,1)N.

3.4. Trong trường hợp sử dụng thiết bị thử có giá quay được thì phải đảm bảo khi nó quay 1,0 – 1,4 vòng xung quanh trục thẳng đứng của nó ứng với 50 vòng quay của tang trống.

3.5. Giấy ráp mài mòn được gắn lên tang trống nhờ 3 dải băng dính hai mặt có chiều rộng 50mm và bề dày không lớn hơn 0,2mm. Các dải băng dính được đặt cách đều nhau theo chu vi của tang trống trên toàn bộ chiều dài của tang trống. Một trong các dải băng phải được đặt ở vị trí chỗ nối các mép của giấy ráp mài mòn và bề rộng của chỗ nối phải không được vượt quá 2mm.

Hình 3

1- Giá kẹp mẫu thử; 2- Mẫu thử; 3- Tang trống (150 ± 0,2)mm chiều dài 500mm; 4- Giấy ráp mài mòn; 5- Băng dính hai mặt; 6- Tay trượt; 7- Tay đòn quay; 8- Mép nối (không lớn hơn 2mm)

3. Cho phép gắn giấy ráp mài mòn lên tang trống nhờ thanh kẹp đặt ở các khe tương ứng của vỏ tang trống. Cả hai mép của giấy ráp mài mòn phải được định vị giữa mép của khe và thanh kẹp. Khi đó nhờ thiết bị thích hợp, tiếp xúc của mẫu thử với tang trống ở mỗi vòng của nó được tách ra và mẫu thử dịch chuyển phía trên thanh kẹp. Chiều dài đường mài mòn phải bằng (400±8)mm trên mỗi vòng quay của tang trống.

4. VẬT LIỆU

4.1. Giấy ráp mài mòn

4.1.1. Trong trường hợp gắn giấy ráp mài mòn lên tang trống theo điều 3.5, giấy ráp phải có bề rộng không hẹp hơn 400mm và chiều dài không ngắn hơn 473mm. Còn khi gắn giấy ráp mài mòn theo điều 3.6 nó phải có bề rộng không hẹp hơn 450mm và chiều dài không ngắn hơn 473mm.

4.1.2. Khi các mẫu thử được chế tạo từ cao su chuẩn thì hệ số mài của giấy ráp (S) phải từ 0,9 đến 1,1.

4.1.3. Để chế tạo giấy ráp mài mòn, sử dụng bột đá mài có độ hạt 60 gắn lên vải bông bằng nhựa fenol.

4.1.4. Giấy ráp mài mòn có hệ số mài trong giới hạn vượt quá yêu cầu để tiến hành thử mài mòn thì không được sử dụng. Sau khi làm mòn bộ giấy ráp theo điều 5.1.2, hệ số mài khi sử dụng cao su chuẩn theo điều 4.2.1, phải ở ngưỡng giới hạn trên của dải hệ số mài theo điều 4.1.2.

4.2. Dùng cao su chuẩn xác định hệ số mài của giấy ráp để giảm tới mức thấp nhất sai lệch của kết quả xác định độ chống mài mòn nhận được ở các phòng thử khác nhau (sự lặp lại của kết quả).

4.2.1. Cao su chuẩn được chế tạo theo công thức sau (theo khối lượng).

4.2.2. Các chỉ dẫn về các hợp chất hỗn hợp, chế độ trộn thích hợp và điều kiện lưu hóa trong phụ lục tham khảo 3.

4.2.3. Cao su chuẩn được bảo quản ở nơi mát mẻ không có ánh sáng, không bị tác động của ozon và độ ẩm. Thời hạn bảo quản không quá 3 năm.

4.2.4. Xác định giá trị danh định lượng mài mòn của cao su chuẩn được tiến hành không sớm hơn 16h, sau khi lưu hóa nó với 6 mẫu thử được cắt từ một tấm theo cách sau: Trên mỗi góc cắt một mẫu và cắt hai mẫu từ phần giữa tấm.

Khi xác định lượng mài mòn phải tuân theo các điều kiện thử sau:

Mẫu thử cố định;

Lực ép 10 N;

Chiều dài đường mài mòn 40m.

4.2.5. Sai lệch giữa 6 kết quả nhận được phải không vượt quá 20mg.

4.2.6. Trước và sau khi tiến hành thử, theo điều 4.2.4, thực hiện 3 lần thử trên mẫu cao su chuẩn có giá trị lượng mài mòn danh định 200 mg. Từ các kết quả nhận được sẽ tính được hệ số mài (S_m) theo điều 5.1.3 (trong trường hợp đã cho N bằng 200 mg). Trị số mài mòn danh định của cao su chuẩn được xác định theo công thức:

N =

trong đó:

 - Trị số trung bình kết quả của 6 mẫu thử theo điều 4.2.4, mg;

S_m  - Hệ số mài trung bình.

4.2.7. Trị số mài mòn danh định của cao su chuẩn dùng để tiến hành thử theo tiêu chuẩn này phải ở trong giới hạn từ 190 đến 210 mg.

5. CHUẨN BỊ THỬ

5.1. Xác định hệ số mài (S_m).

5.1.1. Tiến hành thử 3 mẫu từ cao su chuẩn và so sánh trị số tổn hao khối lượng trung bình của chúng với trị số mài mòn danh định của cao su chuẩn (N).

5.1.2. Trong trường hợp hệ số mài của giấy ráp quá lớn thì tiến hành mài mòn nó trước khi thử bằng cao su, gỗ cứng, hoặc các vật liệu thích hợp khác và sau đó làm sạch giấy ráp một cách kỹ lưỡng.

5.1.3. Trước và sau khi tiến hành một loạt phép thử nhưng không quá 12 lần đo, tiến hành xác định hệ số mài có sử dụng cao su chuẩn. Số lượng các phép đo có thể tăng nếu hệ số mài của giấy ráp trong thời gian của một loại phép đo thay đổi nhỏ hơn 5%. Từ các trị số nhận được hệ số mài trung bình (S_m) được tính theo công thức:

S_m  = (2)

Trong đó:

m₁ – Trị số tổn thất khối lượng trung bình của cao su chuẩn trước khi tiến hành thử vật liệu cần thử, mg;

m₂ – Trị số tổn thất khối lượng trung bình của cao su chuẩn sau khi tiến hành thử vật liệu cần thử, mg;

N – Trị số mài mòn danh định của cao su chuẩn; mg.

6. TIẾN HÀNH THỬ

6.1. Trong và sau mỗi lần thử cần phải dùng không khí nén không có dầu và hơi ẩm hoặc dùng bàn chải để làm sạch các bột mài của giấy ráp. Không được phun trực tiếp không khí nén vào mẫu thử.

6.2. Xác định khối lượng mẫu thử với sai số không vượt quá ± 1mm và xác định bề dày với sai số không vượt quá ± 0,1 mm.

6.3. Cần gá mẫu cao su thử trên giá sao cho nó nhô ra so với mặt dưới của giá một khoảng (2,0±0,1)mm.

6.4. Sau mỗi lần kết thúc mài mòn lại tiến hành xác định khối lượng mẫu thử. Trong trường hợp cần thiết thì làm sạch các tua (viền) cho mẫu.

6.5. Nếu tổn thất khối lượng của mẫu thử vượt quá 400mg thì cho dừng thiết bị sau khi đường mài mòn đạt gần 20m và sau đó gá lại mẫu thử trên giá sao cho nó lại nhỏ ra so với mặt dưới của giá một khoảng (2,0 ± 0,1)mm. Sau đó tiếp tục phép thử cho đến khi đạt được toàn bộ chiều dài mài mòn.

6.6. Nếu tổn thất khối lượng của mẫu thử vượt quá 600 mg thì cho phép tiến hành thử trên một nửa chiều dài đường mài mòn (20m). Kết quả được tính cho toàn bộ đường mài mòn (40m) và điều này phải được ghi nhận trong biên bản thử.

6.7. Lực ép mẫu thử vào tang trống phải bằng (10,0 ± 0,2)N. Trong các trường hợp ngoại lệ (ví dụ mẫu thử trong thời gian thử có khả năng bị rung mạnh) thì cho phép giảm lực ép xuống (5,0±0,1)N. Khi đó kết quả thử không phải tăng gấp đôi, do tổn thất khối lượng và lực ép là không tỉ lệ với nhau.

6.8. Cho phép tiến hành một vài lần thử trên một mẫu thử vô điều kiện là mẫu thử lại được gá trên giá ở cùng một vị trí và bề dày của nó sẽ không nhỏ hơn 5mm.

7. XỬ LÝ KẾT QUẢ

Tổn thất thể tích của mẫu thử (lượng mài mòn) (V), tính theo milimét khối được tính theo công thức:

V = (3)

Trong đó:

S_m – Hệ số mài trung bình của giấy ráp;

m – Tổn thất khối lượng của mẫu thử, mg;

p – Khối lượng riêng của mẫu thử xác định theo TCVN 3976 – 91, mg.mm³.

8. BIÊN BẢN THỬ

Biên bản thử phải có các nội dung:

1) Ký hiệu và loại cao su hoặc sản phẩm cao su.

2) Điều kiện lưu hóa;

3) Phương pháp gá giấy ráp mài mòn lún tang trống;

4) Điều kiện thử (lực ép, đường mài mòn).

5) Hình dạng giá đỡ của mẫu thử - loại cố định hay loại quay;

6) Các trị số tổn thất thể tích mẫu thử riêng biệt và trị số trung bình;

7) Số hiệu cao su chuẩn được sử dụng;

8) Phương pháp chế tạo mẫu thử (khoan hoặc lưu hóa);

9) Số hiệu tiêu chuẩn này;

10) Ngày thử.

PHỤ LỤC THAM KHẢO 1

Các kết quả nhận được bằng phương pháp đã cho không được phép sánh với tổn thất khi bị mài mòn của các sản phẩm cao su kỹ thuật trong sử dụng thực tế.

PHỤ LỤC THAM KHẢO 2

THUẬT NGỮ VÀ ĐỊNH NGHĨA

1. Lượng mài mòn là tổn thất thể tích của một mẫu thử được trượt trên giấy ráp mài mòn có độ mài nhất định ở trong những điều kiện thử xác định.

2. Hệ số mài (S) của giấy ráp – là tỉ số giữa tổn thất khối lượng của cao su chuẩn trượt trên giấy ráp mài mòn và trị số mài mòn danh định của cao su chuẩn đã cho ở trong điều kiện thử xác định.

3. Cao su chuẩn – vật liệu cao su được chế tạo đặc biệt dùng để xác định hệ số mài của giấy ráp mài mòn.

4. Cao su chuẩn gốc – Cao su dùng để kiểm định cho cao su chuẩn.

Chú thích:

Mẫu cao su chuẩn nhận được từ hãng;

Nhà máy cao su Hungari “ TAURUS”.

Trung tâm phát triển và thực nghiệm.

N – 1965 Bud apet.

Phổ Kerepesy – 17.

PHỤ LỤC THAM KHẢO 3

HƯỚNG DẪN CHẾ TẠO CAO SU CHUẨN

1. Chuẩn bị hỗn hợp

Một hỗn hợp hợp lý được chế tạo trong máy trộn phòng thí nghiệm với số lượng hỗn hợp từ 3-4 kg khi đã được làm nguội hoàn toàn.

Nên tuân theo chế độ:

Nhiệt độ hỗn hợp sản xuất khoảng 100^oC.

Tiếp tục thực hiện công việc trong máy cán dùng cho phòng thí nghiệm.

Đường kính trục 250 mm, bề rộng đoạn công tác 400mm, nhiệt độ bề mặt trục cân (50 ± 5)^oC, bề rộng khe hở giữa các trục cân 4 mm.

Số vòng quay của trục cân phải bằng (12 ± 1)min^-1 khi không cán.

Tấm hỗn hợp trong máy cán được cắt làm 6 lần bên phải và bên trái với khoảng 3/4 bề rộng làm việc của trục cán và nó được tời ra và quấn vào rulô 2 lần.

Thời gian cán toàn bộ trên máy cán phải khoảng 5 min. Sau đó cắt các tấm hỗn hợp khỏi trục cán.

2. Lưu hóa

Các phôi cắt theo độ lớn của lỗ khuôn được phép làm dôi. Khi đó phải đảm bảo độ dôi khối lượng khoảng 7%.

Khuôn lưu hóa được đốt nóng sơ bộ đến (150 ± 2) ^oC và sau khi đưa vào phôi ghép, khuôn được đóng kín ở áp suất không nhỏ hơn 3,5 MPa trong quá trình lưu hóa.

Thời gian lưu hóa -(25 ± 1)min.