Резиновых смесей и резин на основе изопренового каучука СКИ-3,

Виброреометрия относится к динамическим методам испытания вязкоупругих материалов: образец подвержен знакопеременным (циклическим) сдвиговым деформациям при сравнительно малых амплитудах в широком диапазоне изменения частот колебания.

Исследование вулканизационных характеристик резиновых смесей проводили на приборе ротационного типа фирмы "AlphaTechnologies" RРА-2000. Принцип работы основан на определении комплексной функции отклика крутящего момента S*‚ которая не совпадает по фазе с деформацией вследствие вязкоэластической природы исследуемого каучука. Угол δ количественно определяет отклик. Из комплексной функции отклика крутящего момента S* и фазового угла δ могут быть получены эластический крутящий момент S' (совпадающий по фазе с приложенной деформацией) и вязкостный крутящий момент S" (отстающий на угол δ от фазы, приложенной деформации)

Образец заложили в герметичную испытательную камеру. Две биконические формы прямого нагрева позволяли быстро и точно регулировать температуру с точностью ±0,3°. Крутящий момент передаётся от колеблющейся нижней полуформы на высокочувствительный датчик крутящего момента, расположенный в верхней полуформе. Сигнал датчика передаётся в компьютер. Были получены зависимости величины крутящего момента от времени вулканизации. Испытания закончили при достижении значения равновесного крутящего момента, по достижении максимума. Так же можно заканчивать испытания, когда скорость увеличения крутящего момента перестала изменяться.

3 Метод определения твердости резин

Сущность испытания заключается в погружении игольчатого индентора твердомера в образец и измерении его сопротивления вдавливанию. Рабочий диапазон твердомера 20-90 усл. ед. твердости. Испытания ведут по ГОСТ 263-75.

Образцами для испытания служат вулканизованные пластины с параллельными плоскостями, с гладкой поверхностью, без трещин, впадин, пузырей и посторонних включений. Форма образцов круглая (диаметр не менее 36 мм) или прямоугольная (31х36 мм). При вырезании образцов из готовых изделий меньшей площади подбирают пластины одинаковой толщины. Допускаются образцы, состоящие не более чем из трех слоев одной и той же резины, с толщиной поверхностного слоя не менее 2 мм.

Принцип работы прибора заключается в следующем: игла прибора погружается в испытуемый образец на определенную глубину до момента уравновешивания силы выталкивания иглы из резины давлением деформированной пружины. Игла погружается глубже, если мала сила выталкивания иглы образцом; пружина при этом деформируется мало. Поскольку движение иглы связано со смещением зубчатой рейки, которая в свою очередь поворачивает шестерню со стрелкой, при незначительных силах выталкивания иглы твердость будет выражаться небольшими числами. При силе выталкивания иглы, т. е. давлении пружины (0,56 ± 0,04) H или меньше, игла погрузится в образец на всю глубину, равную (25 ± 0,05) мм. Стрелка прибора в этом случае покажет 0. При максимальном давлении пружины (8,22 ± 0,04) H и более показание стрелки равно 100, так как сила выталкивания максимальна и игла погружается в образец.

4 Метод определения прочностных свойств резин при растяжении

Сущность испытания заключается в растяжении образцов с постоянной скоростью до разрыва и измерении силы (при заданном удлинении и в момент разрыва) и удлинения образца в моментразрыва на машине РМИ-60.

Для определения условной прочности, относительного иостаточного удлинений поГОСТ 270-75 применяютстандартные двусторонниелопатки.

Образцы вырубают из вулканизованных на гидравлических прессах пластин при строго определенных режимах вулканизации и выдержанных в соответствии с ГОСТ 269-66. Из готовых изделий вырубают образцы после выдержки не менее 6 ч.Образцы вырубают на вырубных прессах при помощистандартных штанцевых ножей, обеспечивающих заданную форму и размеры образца. Вырубают образцы из одной или нескольких пластин.

Толщину измеряют в трех точках рабочего участка контактным толщиномером с мерительным давлением 0,8-20 H. За расчетную толщину образца принимают среднее арифметическое значение всех измерений. Допускаемые отклоненияразмеров на одном образце по ширине рабочего участка - не более 0,05 мм, по его толщине - не более 0,1 мм. За ширинуобразца принимают расстояние между режущими кромками штанцевого ножа в его узком участке.

При растяжении свойства резины оценивают напряжением f_εпри удлинении 100, 200, 300% и т. д., условной прочностью f_p, относительным удлинением в момент разрыва ε_р, остаточным удлинением θ и соотношением θ/ε_р.Напряжения f_ε и f_p являются условными, так как при ихрасчете учитывают первоначальную площадь сечения.

Расчеты ведутся по следующим формулам, представленным ниже.

Условное напряжение при заданном удлиненииf_ε (МПа):

где P_ε - сила, вызывающая заданное удлинение образца, МН (кгс); S₀ - среднее значение первоначальной площади образца, м²; b₀ - среднее значение первоначальной ширины рабочего участка образца‚ м; d - среднее значение первоначальной толщины рабочего участка образца, м.

Условная прочность при растяжении f_р (МПа): где P_p - сила, вызывающая разрыв образца, МН (кгс). Относительное удлинение ε_p (%): где l₀ и l_p – длина рабочего участка до испытания и в момент разрыва, м. Остаточное удлинение θ (%): где l – длина рабочего участка образца через 1 мин после разрыва, м.