Способ ускоренных испытаний и оценки изменения свойств резин

) 4 О 01 И 33/ ОСУДАРСТВЕННЦЙ НОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ рро, - гноте4. имостиий притабл. яет сжатия20+3ратуре оопределиспыта, 53) 678,02 (088.8)56) Единая система защиты от кзии и старения резины. Метод прзирования изменения свойств прмическом старении. ГОСТ 9.033(54) СПОСОБ УСКОРЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ ИОЦЕНКИ ИЗМЕНЕНИЯ СВОЙСТВ РЕЗИН(57) Изобретение относится к промьппленности резинотехнических изделий,.в частности к способу ускоренных испытаний и оценки изменения свойстврезин после длительного нахожденияв напряженном состоянии. Изобретениепозволяет сократить продолжительность способа за счет того, что определение относительного напряжения(ОН) резины проводят при выдержкеобразцов при шести значениях темпеИзобретение относится к промьнпленности резинотехнических изделий, вчастности к способу ускоренных испытаний и оценки изменения свойств резин после длительного нахождения внапряженном состоянии,Цель изобретения - сокращениепродолжительности способа,Одним из показателей, характеризующим работоспособность резиновыхдеталей в напряженном состоянии,явратур с интервалом 10-30 С, причем для двух наиболее высоких температур испытания проводят в течение времени, необходимого для достижения величины ОН меньшей предельно допустимого, при максимальной температуре из двух наиболее высоких, а при, остальных температурах - в течение 1 суток Оценку изменения ОН в условиях хранения или эксплуатации проводят, рассчитывая ОН по Формуле (/ =У 0 где у 1н ( я ОН)- время хранения или эксплуатации; ф - постоянная, не зависимая от температуры и рассчитанная по данным изменения ОН при двух наиболее выаоких температурах; 11) - постоянная,очисленно равная значению 9 при о - 1 и определяемая по Формуле 4 = Ве 1 , где Т - температура хране ния или эксплуатации, К; В и постоянные температурной зависВ рассчитанные по данным испытан ,шести значениях температур. 3 относительное напряжение6где 5 - напряжение6ов образце,определяемое припосле его выдержки при темиспытаний в течение временинапряжение сжатия в образцеяемое при 20 1 3 С до началаий. В зависимости от испольлимера в резине подбираютальную температуру испытаний3 15097а последующие пять температур выбирают с интервалом 10-30 С,После выдержки образцов в термостате в течение 1 сут, при заданныхшести температурах определяют изменения показателя относительного напряжения. При двух наиболее высоких температурах продолжают периодическиопределять изменение этого показате-, 10ля до достижения его значения меньшепредельно допустимого ( ( 0,2) примаксимальной температуре.Данные по Я . в течение 1 сут,используют для нахождения методом 15наименьших квадратов постоянныхи В.Данные изменения показателя с течением времени при двух наиболее высоких температурах применяют для расчета методом наименьших квадратовпостоянной . 3 . При этом допускается отклонение постоянной 3; ,полученной при каждой температуре, от среднего значения - не более +0,03. В 25случае превышения допустимого предела отклонения испытания повторяютсяпри более низкой (из выбранных) температуре до полученияв заданныхпределах, Изменение показателя в условиях эксплуатации и хранения оценивают по Формуле.П р и м е р 1. Определяют, какоеотносительное напряжение будет иметьрезина, изготовленная на основе бутадиен-нитрильных каучуков СКНиСКН, по истечении 15-летнего срока хранения в сжатом состоянии при20 С на воздухе. Для испытаний отбирают образцы по стандартным методам, 40Выбираютмаксимальную температуру испытаний из предела предлагаемыхтемператур для используемых каучуков, т.е, 110 С, остальные пять температур с интервалом 1 О; 20; 90; 4580; 70; 60; 50 С. При температурах110 и 90 С определение относительного напряжения (7проводят периодически в течение времени достижениявеличины ниже предельно допустимого(0,2) при 110 С, при остальных температурах - в течение 1 сут. Передиспытаниями предварительно напряженные образцы. выдерживают в течение3 сут. при 20+3 ОС,55 Данные испытаний по определениюотносительного напряжения приведеныв табл.1. 38По результатам испытаний изменения относительного напряжения в течение 1 сут. при всех выбранных температурах находят методом наименьших квадратов постоянные В ив Формуле, вычисления проводят на ЭВМ, В3714,5; (3 = 3,67 10Данные по изменению относительноб го напряжения при 90 и 110 С используют для нахождения постоянной по методу наименьших квадратов в формуле,Значения Ъ = 0,382; Ъ = 0,377; среднее Ъ =0,38.Общая Формула температурно-временной зависимости относительного напряжения приобретает вид:з,ь 1 о11= 3714,50 е Сили 1 п(1 6 отн = 8,220-3,6710 1 Т ++ 0,38.При Т = 20 С = 293 К и= 15 лет =5475 сут. 1 - б= 0,355 ибот= 0,645.Следовательно относительное напряжение резины на основе каучуков СКНи СКНпо истечению 15-летнего срока хранения в сжатом состоянии будет 0,645.Для определения данного показателя относительного напряжения по предлагаемому способу понадобится 20 сут., по известному способу необходимо 240 сут, Следовательно длительность испытаний сокращается в 12 раз.П р и м е р 2, Определяют изменение относительного напряжения резины,изготовленной на основе Фторсодержащего каучука СКФ, после 1 О-летнего срока хранения,в напряженномосостоянии при 30 Г на воздухе.Проводят подготовку образцов для испытаний. Максимальную температуру испытаний выбирают 180 Г, остальные температуры выбирают с интервалом 20-30; 150; 130; 11 О; 90; 70 С.Изменение относительного напряо жения при температурах 180 и 150 С определяют периодически в течение времени достижения величины ниже 0,2. Перед испытанием образцы в сжатом состоянии выдерживают в течение 3 сут. при 20 + 3 С.Данные по изменению относительного напряжения приведены в табл.2.Значения относительного напряжения после испытаний в течение 1 сут.5 150973 при всех выбранных температурах и используют для расчета постоянных В ив Аормуле.Определяют значения постоянных методом наименьших квадратов: 1 лВ =5 = 6,089 В = 440,98; /5 2977,7.Данные по изменению относительного напряжения с течением времени при 180ои 150 С используют для нахождения пос.10 тоянной Ъ по методу наименьших квадратов в Аормуле.Получены значенияЪ = 015;= 0281% =021.15Так как отклонение 9 при 180 и 150 С от среднего составляет более 0,03, испытания повторяют при 130 С,Рассчитанное значение 5 при 130 С равно= 0,25. Величина 20Ооблизка (не выходит за допустимые пределы) по значению к поэтому эти значения используют для определения среднего Ъ . Отсюда Ъ0,27, Данные изменения относитель ного напряжения для данной резины при 180 С не могут быть использованы для прогнозирования показателя при более низких температурах.Отсюда формула температурно-вре менной зависимости для исследуемой резины имеет вид; турам температура старения равна 110 С, остальные температуры 90 80 70; 60; 50 С. Определение относитель" ного напряжения при 110 и 90 С проводят периодически в течение времени достижения относительного напряжения 0,2, При остальных температурах определение показателя проводят через 1 сут. Перед испытаниями образцы в сжатом состоянии выдерживают не менее 3 сут при 20 + 3 С,Данные по изменению относительного напряжения представлены в табл,З,По данным изменения относительного напряжения в течение 1 сут, при всех выбранных температурах определяют постоянные В и Р в формуле методом наименьших квадратов при расчете используют ЭВМ): В = 17570,9;5 = 4,220 1 ОДанные по изменению относительного напряжения при 90 и 110 С используют для нахождения постоянной по методу наименьших квадратов при расчете на ЭВМ): % "О =Во = О, Зб; среднее % = 0,36.Общая Аормула температурно-временной зависимости для оценки относительного напряжения данной резины имеет вид+ 0,27 1 п.При Т = 30 С = 303 К и= 10 лет=3650 сут. 1 п(1 ботн)= 1 э 524 иот Оф 78135 40 Таким образом, относительное напряжение резины на основе каучукаСКАпосле 10-летнего хранения при30 С изменяется до 0,781,45Для определения относительногонапряжения по известному способу требуется 300 сут. Длительность испытания сокращается в 15 раэ,П р и м е р 3. Определяют длительность ускоренных испытаний и изменение относительного напряжения резины,изготовленной на основе каучукаСКМСпосле 10-летнего срока хранения при 25 С.Проводят подготовку образцов дляиспытаний. Выбирают максимальнуютемпературу испытаний для данного каучука согласно предлагаемым темпера 422 10- 17570,9 е тили11 п(1-б) = 9,774-4220 ф -- +Т+ 0,36 1 п,.Отсюда из формулы относительноеизменение резины на основе каучукаСКМСпо истечении 10-летнегосрока хранения в сжатом состоянии при 25 С имеет величину 0,761. Длительность испытаний 20 сут. Определение данного показателя по известному способу составляет 180 суток. Длительность испытаний сокращается в 9 раз.Формула изобретенияСпособ ускоренных испытаний и оценки изменения свойств резин после длительного нахождения в напряженном состоянии, включающий выдержку предварительно напряженных образцов резины при 50-250 С,определениеопоказателей свойств испытуемой резины и оценку его изменения, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью сокращения продолжительности спосо 5 ба, определение относительного напряжения резины проводят при выдержке образцов при шести значениях температур с интервалом 10-30 С,причем для двух наиболее высоких температур 10 испытания проводят в течение времени, необходимого для достижения величины относительного напряжения, меньшей предельно допустимого, при максимальной температуре из двух наи более высоких, а при остальных температурах - в течение 1 сут, оценку же изменения относительного напряжения в условиях хранения или эксплуатации проводят, рассчитывая относительное 20 напряжение по формулеУ=о в 1 отнотносительное напряжение;время хранения или зксплуатации;постоянная, не зависимая от температуры и рассчитан"ная по данным изменения показателей при двух наиболеевысоких температурах; постоянная, численно равная значению показателя при 1 = 1 и определяемая по формуле=Ве --УТ где Т- температура хранения или эксплуатации, К; постоянные температурной зависимости, рассчитанные поданным испытаний при шестизначениях температур. Та блица 1 оТ, С ВремястареОтносительное напряжение б ,Среднеезначение,отн для образца 1 1 2 3 4 5 6 ния,сут. 0,757 0,699 0,663 0,622 0,498 0,435 0,275 0,129 0,874 0,840 0,816 0,706 0,745 0,688 0,653 0,562 0,902 0,9380,959 0,944 110 1 2 3 4 5 10 15 20 90 1 2 3 4 7 10 15 20 80 1 7060 1 50 11509738 Т а блица т,С Среднеезначение1отн Времястарения,сут. Относительное для образца напряжение г 4 0,455 0,410 0,388 0,373 0,314 аблицаЗ Т)ос Времяэсут. Ср.еднеезначениеотн для образца Т