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  • 技術(shù)文章

    汽車零部件耐臭氧試驗(yàn)方法

    2013-03-15 09:30:07  來(lái)源：HCAO
    汽車零部件臭氧老化測(cè)試方法       汽車零部件臭氧試驗(yàn)方法
     1     引用標(biāo)準(zhǔn)
    下列文件中的條款通過(guò)本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內(nèi)容)或修訂版均不適用于本標(biāo)準(zhǔn)。然而，鼓勵(lì)根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的*新版本。凡是不注日期的引用文件，其*新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。下面列出的是主要參考的部分標(biāo)準(zhǔn)。
    GB/T 528-1998  硫化橡膠或熱塑性橡膠拉伸應(yīng)力應(yīng)變性能的測(cè)定
    GB/T 2941-1991  橡膠試樣環(huán)境調(diào)節(jié)和試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)溫度、濕度及時(shí)間
    GB/T 7762-2003  硫化橡膠或熱塑性橡膠耐臭氧龜裂靜態(tài)拉伸試驗(yàn)
    GB/T 9865.1-1996  硫化橡膠或熱塑性橡膠 樣品和試樣的制備 *部分：物理試驗(yàn)
    3  術(shù)語(yǔ)
    3.1 
     臨界應(yīng)變  threshold strain
    將橡膠在給定溫度下曝露于含規(guī)定臭氧濃度的空氣中，在規(guī)定的暴露時(shí)間后，不出現(xiàn)臭氧龜裂的*
    大拉伸應(yīng)變。
    3.2  
    極限臨界應(yīng)變  limiting threshold strain
    當(dāng)拉伸應(yīng)變低于某一數(shù)值時(shí)，臭氧龜裂所需要的時(shí)間明顯增加，實(shí)際上為無(wú)限大，此時(shí)的拉伸應(yīng)變
    為極限拉伸應(yīng)變。
    3.3  
    靜態(tài)拉伸  static strain
    試樣以一定的伸長(zhǎng)率安裝在試驗(yàn)臺(tái)上，試驗(yàn)中樣品以固定的伸長(zhǎng)率進(jìn)行試驗(yàn)。
    3.4  
    動(dòng)態(tài)拉伸  dynamic strain
    試樣安裝在試驗(yàn)臺(tái)上，試驗(yàn)時(shí)，樣品會(huì)以不同的伸長(zhǎng)率動(dòng)態(tài)的進(jìn)行試驗(yàn)。
    4  臭氧試驗(yàn)方法
    4.1  硫化橡膠耐臭氧靜態(tài)拉伸試驗(yàn)
    4.1.1  適用范圍
    本方法規(guī)定了硫化橡膠試樣在靜態(tài)應(yīng)變狀態(tài)下老化時(shí)表面發(fā)生龜裂的試驗(yàn)方法和評(píng)價(jià)方法；
    本方法適用于硫化橡膠在靜態(tài)拉伸或彎曲狀態(tài)下置于含臭氧介質(zhì)或大氣環(huán)境中進(jìn)行的老化試驗(yàn)。
    4.1.2  試驗(yàn)原理
        硫化橡膠試樣在靜態(tài)拉伸或彎曲狀態(tài)下置于含臭氧介質(zhì)或大氣環(huán)境中進(jìn)行老化試驗(yàn)時(shí)，其表面會(huì)因臭氧等的作用而發(fā)生龜裂。此裂紋的方向基本上是與試樣受應(yīng)力的方向互相垂直的。觀測(cè)試樣表面龜裂的變化，可以相對(duì)地評(píng)價(jià)硫化橡膠的耐老化程度。
    4.1.3  試驗(yàn)方法A—矩形試樣彎曲法
    本方法是試驗(yàn)和評(píng)價(jià)在彎曲狀態(tài)下應(yīng)用的硫化橡膠在含臭氧介質(zhì)或大氣環(huán)境中老化時(shí)表面發(fā)生的龜裂變化。
    4.1.3.1  試樣選擇：
    試樣為矩形，長(zhǎng)為95mm，寬為（25±0.5）mm，厚度為（2.0±0.3）mm。參照?qǐng)D1。
    試樣表面應(yīng)平整、光滑，無(wú)任何缺陷或機(jī)械損傷。
    試樣的數(shù)量每種不少于3個(gè)。
    4.1.3.2  未拉伸試樣的調(diào)節(jié)：
    1)  對(duì)所有試驗(yàn)，試樣硫化后到進(jìn)行試驗(yàn)之間的*短時(shí)間間隔不得少于16 h。
    2)  對(duì)非產(chǎn)品試驗(yàn)，試樣在硫化后到進(jìn)行試驗(yàn)之間的*長(zhǎng)時(shí)間間隔為4周。
    3)  對(duì)產(chǎn)品試驗(yàn)，試樣在硫化后到進(jìn)行拉伸試驗(yàn)之間的時(shí)間間隔應(yīng)盡可能不超過(guò)3個(gè)月，在其他情況下，試驗(yàn)應(yīng)在用戶收到產(chǎn)品后2個(gè)月內(nèi)進(jìn)行。
    4)  在硫化和在儲(chǔ)存柜內(nèi)存放期間，不允許不同組分的橡膠試樣和試片相互接觸，以防抗臭氧劑從一種橡膠表面遷移到相鄰的橡膠表面上，這樣會(huì)引起臭氧龜裂的發(fā)生。
    建議在不同組分的試樣和試片之間放置鋁箔以防止添加劑的遷移，但也可以采用其他防止添加劑
    遷移的方法。
    5)  樣品和試樣應(yīng)在暗處儲(chǔ)存，從硫化后到試驗(yàn)前的期間內(nèi)，應(yīng)儲(chǔ)存于基本無(wú)臭氧的大氣環(huán)境中，標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)存溫度應(yīng)按GB/T 2941-1991《橡膠試樣環(huán)境調(diào)節(jié)和試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)溫度、濕度及時(shí)間》規(guī)定，對(duì)有特殊用途的，也可采用其他適用的控制溫度。對(duì)于產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，也盡可能采用這些儲(chǔ)存條件。作對(duì)比試驗(yàn)時(shí)，儲(chǔ)存時(shí)間和條件都應(yīng)相同。
    6)  對(duì)于熱塑性橡膠應(yīng)該在成型后立即儲(chǔ)存。
    4.1.3.3  裝置：
    試樣夾條用于夾持呈彎曲狀態(tài)的試樣，采用對(duì)試驗(yàn)無(wú)害的惰性材料制造。可用兩條各長(zhǎng)200 mm～500 mm，寬25 mm，厚（10～15） mm的中軟木條制成，或用兩塊各長(zhǎng)140 mm～500 mm，寬25 mm，厚4 mm～5 mm的鋁合金或不銹鋼制成。每對(duì)夾條兩端離端線25 mm處和中間相隔50 mm處對(duì)稱地各鉆穿一直徑約4 mm的孔，裝配直徑4 mm的不銹鋼或防銹的螺栓，用于固緊彎曲變形的試樣。
    4.1.3.4  應(yīng)變條件：
    試樣作彎曲變形狀態(tài)，即將試樣彎曲180度角，并使其兩末端緊密相貼，中部成環(huán)形。
    4.1.3.5  試驗(yàn)步驟：
    1） 仔細(xì)檢查初始試樣是否符合要求。將合要求的試樣離兩端線25mm處用對(duì)試驗(yàn)無(wú)害的顏料各畫上一條與端線平行的線。
    2） 將試樣沿長(zhǎng)度方向彎曲180度，使其兩末端端線齊平相貼，用試樣夾條夾住相貼的兩末端至畫有平行線處，這時(shí)試樣的中部彎曲成環(huán)形，自由地裸露在夾條外部，然后用螺栓固緊夾條把試樣夾牢。如圖1 所示。
    3） 將彎曲在夾條上的試樣放在干燥陰暗無(wú)臭氧靜置（16～24）h。
    4） 將彎曲靜置后的試樣投入老化試驗(yàn)箱，開始計(jì)算老化時(shí)間。
    試樣老化的試驗(yàn)方法，按相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。如做大氣老化試驗(yàn)時(shí)，夾條的長(zhǎng)度方向應(yīng)指向南北向，試樣的頂面朝南并與水平面的傾角呈當(dāng)?shù)氐木暥冉牵ㄒ妶D1）。如做臭氧老化試驗(yàn)時(shí)，夾條的長(zhǎng)度方向應(yīng)與氣流的方向平行。
    5） 根據(jù)預(yù)定的試驗(yàn)周期對(duì)試樣表面進(jìn)行仔細(xì)的檢測(cè)，對(duì)龜裂的變化作出相應(yīng)的評(píng)價(jià)。
        試樣表面的檢測(cè)方法按本標(biāo)準(zhǔn)5.2的規(guī)定進(jìn)行。試樣龜裂的評(píng)價(jià)方法按本標(biāo)準(zhǔn)5.3的規(guī)定進(jìn)行。

    圖1  矩形試樣彎曲變形試驗(yàn)的裝置法

    4.1.3.6  拉伸試樣的調(diào)節(jié)：
    拉伸后，試樣應(yīng)該在無(wú)光，基本無(wú)臭氧的大氣中調(diào)節(jié)48 h到96 h，調(diào)節(jié)溫度應(yīng)按GB/T 2941-1991《橡膠試樣環(huán)境調(diào)節(jié)和試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)溫度、濕度及時(shí)間》規(guī)定，對(duì)于試樣有特殊用途的，可采用其他活用溫度。各試樣在調(diào)節(jié)期間不要互相接觸或受到其他損傷。作對(duì)
    比試驗(yàn)時(shí)，調(diào)節(jié)時(shí)間和溫度都應(yīng)相同。
    4.1.4  試驗(yàn)方法B—矩形試樣拉伸法
    本方法是試驗(yàn)和評(píng)價(jià)硫化橡膠在拉伸狀態(tài)下置于含臭氧介質(zhì)的環(huán)境中老化時(shí)表面發(fā)生的龜裂變化。
    4.1.4.1  試樣：
    試樣的形狀規(guī)格應(yīng)根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)來(lái)選定。評(píng)價(jià)臭氧龜裂的試樣采用矩形試樣，評(píng)價(jià)拉伸性能變化率的試樣采用啞鈴形試樣。
    矩形試樣的規(guī)格為：長(zhǎng)度（100±10）mm（夾間的有效長(zhǎng)度不小于40mm），寬度（10±0.5）mm，厚度（2±0.2）mm。
    啞鈴形試樣的規(guī)格應(yīng)符合GB/T 528-1998《硫化橡膠或熱塑性橡膠拉伸應(yīng)力應(yīng)變性能的測(cè)定》的有關(guān)規(guī)定，*好采用Ⅰ型試樣。試樣為1型啞鈴型，其規(guī)格要求具體見GB 528 第4章中規(guī)定。  
    啞鈴狀試樣的形狀如圖2所示，試樣狹窄部分的標(biāo)準(zhǔn)厚度，1型為2.0 m m士0.2m m, 試臉長(zhǎng)度25.0士0. 5mm，對(duì)與非標(biāo)準(zhǔn)試樣，即取自成品的試樣，其狹窄部分的*大厚度，1型試樣為3.0m m。
    試樣的數(shù)量每種不少于3個(gè)。

    圖2  啞鈴狀試樣的形狀

    4.1.4.2  裝置：
    試樣架用于裝置靜態(tài)拉伸的試樣，采用對(duì)試驗(yàn)無(wú)害的惰性材料制造，可按GB/T 7762-2003《硫化橡膠或熱塑性橡膠耐臭氧龜裂靜態(tài)拉伸試驗(yàn)》中的有關(guān)規(guī)定。
    4.1.4.3  應(yīng)變條件：
    試樣作靜態(tài)拉伸狀態(tài)。伸長(zhǎng)率可以根據(jù)硫化橡膠實(shí)際使用狀態(tài)來(lái)選取，一般采用拉伸20% 。或按GB/T 7762-2003《硫化橡膠或熱塑性橡膠耐臭氧龜裂靜態(tài)拉伸試驗(yàn)》第5.5條中的規(guī)定選用。
    4.1.4.4  試驗(yàn)步驟：
    1） 認(rèn)真檢查初始試樣的表面，不符合要求的試樣不能采用。
    2） 在試樣中間的工作部位，用可擦凈的無(wú)害顏料畫好標(biāo)距線，然后按試樣的自由狀態(tài)固定在試驗(yàn)拉伸架上。
    3） 根據(jù)試驗(yàn)要求，將試樣的工作部位拉伸至規(guī)定的伸長(zhǎng)率后固定在試樣拉伸架上，然后將標(biāo)距線擦凈，放在干燥陰暗無(wú)臭氧的室內(nèi)靜置（16～24）h。
    架上的試樣不能互相接觸或重疊，間距不應(yīng)小于5mm。
    4） 將拉伸靜置后的試樣投入老化試驗(yàn)箱，開始計(jì)算老化時(shí)間。
    試樣老化的試驗(yàn)方法，按相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。如做大氣老化試驗(yàn)時(shí)，試樣的暴露面應(yīng)朝南，且與水平面的傾角呈當(dāng)?shù)氐木暥冉恰Ｈ缱龀粞趵匣囼?yàn)時(shí)，試樣的長(zhǎng)度方向應(yīng)與氣流的方向平行。
    5） 根據(jù)預(yù)定的試驗(yàn)周期對(duì)試樣表面進(jìn)行仔細(xì)的檢測(cè)，對(duì)龜裂的變化作出相應(yīng)的評(píng)價(jià)。
        試樣表面的檢測(cè)方法按本標(biāo)準(zhǔn)5.2的規(guī)定進(jìn)行。試樣龜裂的評(píng)價(jià)方法按本標(biāo)準(zhǔn)5.3的規(guī)定進(jìn)行。
    4.2  硫化橡膠耐臭氧動(dòng)態(tài)拉伸試驗(yàn)
    4.2.1  適用范圍
    本方法規(guī)定了評(píng)定硫化橡膠在動(dòng)態(tài)拉伸變形下耐臭氧老化性能的試驗(yàn)方法。
    本方法適用于硫化橡膠在動(dòng)態(tài)拉伸變形下，暴露于含一定濃度臭氧的空氣和一定溫度切勿光線直接影響下的環(huán)境中進(jìn)行的老化試驗(yàn)。
    4.2.2  試驗(yàn)原理
    將硫化橡膠試樣在連續(xù)的動(dòng)態(tài)拉伸變形下，或在間斷的動(dòng)態(tài)拉伸與靜態(tài)拉伸交替的變形下，暴露于密閉無(wú)光照的含有恒定臭氧濃度的空氣和恒溫的試樣箱中，按預(yù)定時(shí)間對(duì)試樣進(jìn)行檢測(cè)，從試樣表面發(fā)生的龜裂或其他性能的變化程度，以評(píng)定橡膠的耐臭氧老化性能。
    4.2.3  試樣
    4.2.3.1  試樣取樣參見4.1.4.1。
    4.2.3.2  試樣的數(shù)量應(yīng)根據(jù)觀測(cè)的指標(biāo)和周期數(shù)來(lái)預(yù)定。每一試驗(yàn)條件一般不少于3個(gè)試樣。
    4.2.3.3  試樣表面應(yīng)平整、光滑、干凈，無(wú)明顯的雜質(zhì)和析出物，無(wú)機(jī)械損傷或其他缺陷。
    未拉伸試樣的調(diào)節(jié)引用本標(biāo)準(zhǔn)中的4.1.3.2，拉伸試樣的調(diào)節(jié)引用本標(biāo)準(zhǔn)中的4.1.3.6。 不合要求的試樣不能做試驗(yàn)，不同規(guī)格試樣的試驗(yàn)結(jié)果不能作比較。
    4.2.4  *大伸長(zhǎng)率
    試驗(yàn)動(dòng)態(tài)拉伸循環(huán)試驗(yàn)的*大伸長(zhǎng)率，應(yīng)根據(jù)硫化橡膠的實(shí)際使用狀態(tài)來(lái)選取，通常按以下的*大伸長(zhǎng)率范圍選用其中一種或多種進(jìn)行試驗(yàn)：（5±1）%，（10±1）%，（15±2）%，（20±2）%，（25±1）%，（30±1）%。
    如僅用一種*大伸長(zhǎng)率時(shí)，建儀采用10%。汽車零部件臭氧試驗(yàn)方法

    4.2.5  動(dòng)態(tài)拉伸頻率
    除非另有規(guī)定，試驗(yàn)的動(dòng)態(tài)拉伸頻率應(yīng)為(0.5±0.025)HZ。
    4.2.6  試驗(yàn)步驟
    1） 按試驗(yàn)要求調(diào)節(jié)好試驗(yàn)箱內(nèi)的溫度、臭氧濃度和氣體的流速（或流量）。
    2） 在動(dòng)態(tài)試驗(yàn)裝置上，將每個(gè)試驗(yàn)按無(wú)應(yīng)變狀態(tài)夾緊，移動(dòng)裝置的往復(fù)運(yùn)動(dòng)部分，按所要求的*大伸長(zhǎng)率調(diào)整好兩夾具之間的*大行程，然后再將往復(fù)運(yùn)動(dòng)部分移到*小行程的拉置，并檢查試驗(yàn)回復(fù)到無(wú)應(yīng)變的狀態(tài)。

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