TIÊu chuẩn quốc gia tcvn 1597-2: 2010 iso 34-2: 2007

CAO SU LƯU HÓA HOẶC NHIỆT DẺO - XÁC ĐỊNH ĐỘ BỀN XÉ RÁCH - PHẦN 2: MẪU THỬ NHỎ (DELFT)

TCVN 1597-2:2010 thay thế cho TCVN 1597-2:2006.

- TCVN 1597-2:2010 (ISO 34-2:2007), Phần 2: Mẫu thử nhỏ (Delft).

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định độ bền xé rách các mẫu thử nhỏ (mẫu thử Delft) của cao su lưu hóa hoặc nhiệt dẻo.

CHÚ THÍCH: Phương pháp không nhất thiết đưa ra các kết quả khớp với các kết quả đã cho theo phương pháp mô tả trong TCVN 1597-1 (ISO 34-1). Tiêu chuẩn này được sử dụng ưu tiên hơn TCVN 1597-1 (ISO 34-1) khi lượng vật liệu có sẵn hạn chế và đặc biệt phù hợp đối với kiểm tra các thành phẩm nhỏ.

Các tài liệu viện dẫn sau đây là rất cần thiết khi áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các bản sửa đổi, bổ sung (nếu có).

3. Nguyên tắc

Đo lực cần thiết để xé rách qua chiều rộng của một mẫu thử nhỏ có sẵn một đường rạch ở tâm.

4. Thiết bị, dụng cụ

Công suất của máy thử phải sao cho lực cần thiết để xé rách mẫu thử không nhỏ hơn 15 % hoặc lớn hơn 85 % công suất đó.

5. Mẫu thử

Mẫu thử hình chữ nhật và phù hợp với kích thước chỉ ra trong Hình 3 và Bảng 1.

Mẫu thử phải được cắt ra từ tấm bằng cách dập khuôn (4.2), với một lần đập duy nhất bằng búa gỗ hoặc (tốt nhất là) một lần đập duy nhất của máy đập. Cao su có thể được làm ướt bằng nước hoặc dung dịch xà phòng và phải được đặt trên một tấm vật liệu hơi dai (ví dụ miếng da, dây đai cao su hoặc bìa cứng) trên một bề mặt phẳng, cứng.

Độ bền xé rách đặc biệt dễ bị ảnh hưởng đến hiệu ứng thớ trong cao su lưu hóa. Thông thường, tất cả các mẫu thử được chuẩn bị để thớ vuông góc với chiều dài mẫu, nhưng trong trường hợp hiệu ứng thớ là đáng kể và là đối tượng để đánh giá, hai bộ mẫu thử phải được cắt ra từ tấm, một bộ mẫu vuông góc với thớ và và bộ kia song song với thớ.

Chiều dày d của các mẫu thử phải là 2,0 mm ± 0,2 mm.

Kích thước tính bằng milimét

Hình 1 - Khuôn mẫu thử Delft

Kích thước tính bằng milimét

Đo chiều dày của mẫu thử theo phương pháp A của TCVN 1592 (ISO 23529). Lấy ít nhất ba giá trị đo trong vùng đường rạch. Nếu giá trị đo là chẵn, sử dụng số trung bình của hai giá trị trung vị làm kết quả. Nếu giá trị đo là lẻ, sử dụng giá trị trung vị. Không giá trị đo nào có độ lệch quá 2 % so với giá trị đã sử dụng. Khi các kết quả thử nghiệm được sử dụng cho mục đích so sánh, chiều dày của mỗi một mẫu thử không được thay đổi quá 10 % so với chiều dày trung bình của tất cả mẫu thử.

Chiều rộng tổng bên ngoài của đường rạch b₃ tương ứng với cao su bị xé rách.

Có thể sử dụng hai phương pháp đo. Phương pháp thứ nhất về lý thuyết là chính xác hơn, nhưng khó sử dụng trong thực tế. Phương pháp thứ hai được sử dụng thông dụng, đơn giản hơn nhưng có thể đưa ra các kết quả khác nhau. Trừ khi có quy định khác, sử dụng phương pháp thứ hai.

Không được so sánh các kết quả thu được sử dụng mẫu thử đó theo các phương pháp khác nhau.

Khi sử dụng cùng loại khuôn để chuẩn bị mẫu thử từ cao su có độ cứng khác nhau thì chiều dài của đường rạch và chiều rộng tổng của mẫu thử thay đổi. Hơn nữa, đường rạch có thể không đồng đều, nó có thể rộng hơn trên một bề mặt. Lấy một mẫu thử được cắt ra bằng khuôn, dùng nó để đo chiều rộng cắt bằng cách sử dụng một lưỡi dao cạo sắc cắt mẫu thử trên mặt phẳng đường rạch và đo bề mặt cắt (chiều rộng trên cạnh kia của đường rạch) bằng kính hiển vi di động. Đầu cuối của đường rạch được uốn cong như chỉ ra trong Hình 4 và phương thức tính đường cong này khi đo chiều rộng trên cạnh kia của đường rạch như sau:

Lấy chiều rộng bên cạnh trái b₁, là khoảng cách từ đường AB đến đường ảo A'B' được đặt ở vị trí sao cho tổng diện tích S₁ + S₂ = S₃.

Tương tự, trên cạnh phải, hình dung một đường C'D' được đặt ở vị trí sao cho tổng diện tích S'₁+ S'₂ = S'₃ và b₂ là chiều rộng.

Chiều rộng tổng b₃ bên ngoài đường rạch (có nghĩa là cao su bị xé rách) khi đó là b₁ + b₂.

Kích thước tính bằng milimét

Tính toán b₃ từ kích thước của khuôn (xem Hình 1), sử dụng công thức sau:

trong đó

Khoảng thời gian từ lưu hóa đến thử nghiệm phải phù hợp với TCVN 1592 (ISO 23529).

Phải thử nghiệm ít nhất ba mẫu thử hoặc tốt nhất là sáu mẫu thử.

Thông thường phép thử được thực hiện ở nhiệt độ tiêu chuẩn phòng thử nghiệm 23 °C ± 2 °C hoặc 27 °C ± 2 °C, như quy định trong TCVN 1592 (ISO 23529).

Nếu phép thử được thực hiện ở nhiệt độ khác với nhiệt độ tiêu chuẩn phòng thử nghiệm, ngay trước khi thử nghiệm, ổn định mẫu thử trong thời gian đủ để đạt được cân bằng nhiệt độ đáng kể tại nhiệt độ thử. Giữ thời gian này càng ngắn càng tốt để tránh già hóa cao su [xem TCVN 1592 (ISO 23529)].

Sử dụng nhiệt độ giống nhau trong suốt mỗi phép thử, cũng như mỗi dãy phép thử với dự định so sánh.

Lắp mẫu thử vào trong máy thử sao cho chiều dài tự do giữa các điểm tiếp xúc của các chiếc kẹp trên mẫu thử là 30 mm, có nghĩa là mỗi chiếc kẹp là 15 mm từ đường rạch. Kéo mẫu thử trong máy. Không gián đoạn kéo căng trước khi mẫu thử bị xé hoàn toàn. Ghi lực lớn nhất đạt được trong lúc xé rách.

Lực xé rách phụ thuộc vào chiều dày của mẫu thử và chiều rộng của cao su bị xé, và do vậy kết quả được biểu thị là lực cần thiết để xé rách một mẫu thử có chiều rộng và chiều dày chuẩn. Giá trị này là độ bền xé rách F₀, tính bằng niutơn, tính theo công thức.

trong đó

Sắp xếp các giá trị theo giá trị tăng dần và lấy kết quả trung bình của hai giá trị trung vị nếu số lượng mẫu thử là chẵn, hoặc giá trị trung vị nếu số lượng mẫu thử là lẻ. Nếu chỉ ba mẫu thử được thử nghiệm, cho các kết quả riêng biệt.

Xem Phụ lục A.

Báo cáo thử nghiệm phải bao gồm các phần sau:

a) các chi tiết cần thiết để nhận dạng về mẫu thử nghiệm;

b) viện dẫn tiêu chuẩn này [ví dụ TCVN 1597-2 (ISO 34-2)];

c) các chi tiết phép thử:

1) nhiệt độ thử,

2) hướng của thớ trong mẫu thử,

3) ngày lưu hóa, nếu biết,

4) phương pháp đo chiều rộng tổng bên ngoài đường rạch,

5) số lượng phần mẫu thử được thử,

6) các chi tiết tiến hành bất kỳ không quy định trong tiêu chuẩn này;

d) độ bền xé rách, tính toán theo Điều 8;

e) ngày thử nghiệm.
PHỤ LỤC A

(Tham khảo)

Việc tính toán để xác định độ lặp lại và độ tái lập được thực hiện theo ISO/TR 9272. Tham khảo tiêu chuẩn này đối với các khái niệm và thuật ngữ độ chụm. Thêm vào dữ liệu độ chụm, phụ lục này đưa ra hướng dẫn cách sử dụng các kết quả độ lặp lại và độ tái lập.

Các mẫu thử được chuẩn bị bởi LRCCP từ các tấm đã lưu hóa của ba hỗn hợp A, B và C [giống như đã sử dụng cho ITP trong TCVN 1597-1 (ISO 34-1)] được gửi tới tất cả phòng thử nghiệm thành viên. Các chi tiết về những thành phần này được chỉ ra trong Bảng A.1.

Giá trị tính theo phần khối lượng

Đối với mỗi bộ phép đo sử dụng hai kiểu mẫu thử:

- các mẫu thử hướng 1, cắt thớ vuông góc với hướng giãn dài;

- các mẫu thử hướng 2, cắt thớ song song với hướng giãn dài.

Năm phòng thử nghiệm thành viên thử nghiệm các mẫu thử có chiều rộng đường rạch bên ngoài được đo theo phương pháp 1, bảy phòng thử nghiệm thành viên thử nghiệm các mẫu thử có chiều rộng đường rạch bên ngoài được đo theo phương pháp 2.

A.2.2. Độ chụm được xác định là độ chụm loại 1; không pha trộn hay lưu hóa các hỗn hợp thử nghiệm đã hoàn thành trong các phòng thử nghiệm thành viên.

A.3. Kết quả độ chụm

Các kết quả độ chụm đối với tất cả phép thử đã cho trong Bảng A.2. Xem A.4 đối với hướng dẫn sử dụng kết quả độ chụm. Về bình luận, xem A.5.

Các ký hiệu sử dụng trong Bảng A.2 như sau:

r độ lặp lại, tính bằng đơn vị đo;

(r) độ lặp lại, biểu thị bằng phần trăm trung bình đối với vật liệu;

R độ tái lập, tính bằng đơn vị đo;

(R) độ tái lập, biểu thị bằng phần trăm trung bình đối với vật liệu.

a) Đối với chênh lệch tuyệt đối: Chênh lệch |x₁ - x₂| giữa hai giá trị trung bình thử nghiệm, tìm được trên mẫu vật liệu giống nhau trên danh nghĩa với thao tác bình thường và chính xác của quy trình thử, đối với giá trị trung bình chỉ một trong hai mươi trường hợp được vượt các giá trị độ lặp lại r đã nêu trong bảng.

b) Đối với chênh lệch phần trăm giữa hai giá trị thử trung bình: Chênh lệch phần trăm giữa hai giá trị thử, tìm được trên mẫu vật liệu giống nhau trên danh nghĩa với thao tác bình thường và chính xác của quy trình thử, đối với giá trị trung bình chỉ một trong hai mươi trường hợp được vượt các giá trị độ lặp lại (r) đã nêu trong bảng.



A.4.4. Với giá trị R và (R) này có thể công bố độ tái lập chung.

a) Đối với chênh lệch tuyệt đối: Chênh lệch tuyệt đối |x₁ - x₂| giữa hai giá trị trung bình thử được đo độc lập, tìm được trong hai phòng thử nghiệm, thực hiện các thao tác bình thường và chính xác của quy trình thử, đối với giá trị trung bình chỉ một trong hai mươi trường hợp được vượt các giá trị độ tái lập R đã nêu trong bảng.

b) Đối với chênh lệch phần trăm giữa hai giá trị thử trung bình: Chênh lệch phần trăm giữa hai giá trị thử trung bình được đo độc lập, tìm được trong hai phòng thử nghiệm, thực hiện các thao tác bình thường và chính xác của qui trinh thử, đối với giá trị trung bình chỉ một trong hai mươi trường hợp được vượt các giá trị độ tái lặp (R) đã nêu trong bảng.

A.5. Bình luận về kết quả độ chụm

Các giá trị r và R trong Bảng A.2 gần tỷ lệ thuận với độ lớn của độ bền xé rách “Delft"; tuy nhiên các giá trị (r) và (R), tương đương với hệ số biến đổi, không thay đổi đáng kể, trong khi độ bền xé rách tăng lên khoảng bốn lần. Điều này cho thấy nếu như không có khác biệt nhất quán về ảnh hưởng của hai phương pháp đo chiều rộng bên ngoài đường rạch, có nghĩa là phương pháp 1 và phương pháp 2, ngoại trừ thử nghiệm cán thớ song song. Ở đây, độ tái lập cao hơn gần hai lần đối với phương pháp 2.

Các mẫu thử thớ-song song xem ra chính xác hơn đối với phương pháp 1 (có nghĩa là cho r và R thấp hơn), trong phép thử trong cùng phòng thử nghiệm và giữa các phòng thử nghiệm. Đối với phương pháp 2, ưu điểm tương tự xuất hiện với mẫu thử thớ-song song đối với phép thử trong cùng phòng thử nghiệm, có nghĩa là r và (r) thấp hơn, nhưng đối với thử nghiệm giữa các phòng thử nghiệm lại cho thấy điều ngược lại.

Phương pháp 2 đưa ra các giá trị xé rách trung bình cao hơn phương pháp 1. Hướng thớ ảnh hưởng không đáng kể đến độ lớn của độ bền xé rách.

Bảng A.3 liệt kê các kết quả thu được trong ITP được thực hiện trước đây vào năm 1987 đối với TCVN 1597-1 (ISO 34-1). ITP TCVN 1597-2 (ISO 34-2) thực hiện sử dụng ba công thức hỗn hợp như chương trình TCVN 1597-1 (ISO 34-1). Vì vậy có thể so sánh độ chụm của hai phương pháp thử TCVN như trong Bảng A.3.

Vì các đơn vị đo trong hai phương pháp thử là khác nhau, độ chụm nhận được với mẫu thử Delft được biểu thị trên cơ sở tương đối, về tổng thể, tốt hơn độ chụm nhận được với mẫu thử dạng quần. Điều này có thể thấy đối với cả hai (r) và (R), trừ một số ngoại lệ không quan trọng. Điều này có thể dễ hiểu vì mẫu thử Delft thực tế là mẫu thử kéo cố “vết rạn" rất lớn.

Bảng A.3 - So sánh độ bền xé rách của TCVN 1597-1 (ISO 34-1) và TCVN 1597-2 (ISO 34-2)

Giá tri độ bền xé rách tính bằng niutơn