Способ ускоренных испытаний и оценки изменения свойств резин Советский патент 1989 года по МПК G01N33/44 

Изобретение относится к промышленности резинотехнических изделий, в частности к способу ускоренных испытаний и оценки изменения свойств резин после длительного нахождения в напряженном состоянии

Цель изобретения - сокращение продолжительности способа.

Одним из показателей, характеризующим работоспособность резиновых деталей в напряженном состоянии,является относительное напряжение

оти

±

где ,. - напряжение

со

00

00

.сжатия в образце,определяемое при 2р±3°С после его вьщержки при температуре испытаний в течение времени jC .G o - напряжение сжатия в образце, определяемое при 20 ±3 С до начала испытаний В зависимости от используе- :мого полимера в резине подбирают - наксямальнуго температуру испытаний.

а последующие пять температур выбирают с интервалом 10-30°С

После выдержки образцов в термостате в течение 1 сут при заданных шести температурах определяют изменения показателя относительного напряжения о При двух наиболее высоких температурах продолжают периодически определять изменение этого показате-. ля до достижения его значения меньше предельно допустимого (0,2) при максимальной температуре. Данные по в течение 1 сут. используют для нахождения методом нартменьших квадратов постоянных и и Во

Данные изменения показателя с течением времени при двух наиболее высоких температурах применяют для расчета методом наименьших квадратов постоянной А о При этом допускается отклонение постоянной , полученной при каждой температуре, от среднего значения - не более +0,03 В случае превьш1ения допустимого предела отклонения испытания повторяются при более низкой (из выбранных) тем пературе до ползгчения Л в заданных

По результатам испытаний изменения относительного напряжения в течение 1 сут о при все5 выбранных температурах находят методом наименьших квадратов постоянные В и в формуле, вычисления проводят на ЭВМ, В 3714,5; р 3,67- 10

Данные по изменению относительного напряжения при 90 и используют для. нахождения постоянной по методу наименьших квадратов в формуле о

Значения 0,382; 0,377 среднее Л 0,38

Общая формула температурно-времен ной зависимости относительного напряжения приобретает вид:

3.6 по

т о,ъь

(j; 3714,50 . е

8,220-3, 1/Т +

или 1п( I-GOTHJ

+ 0,38о

При Т 20°С 293 К и t 15 лет 5475 сут. 1 - 0,355 иб огн 0,645.

Следовательно относительное напряжение резины на основе каучуков СКН-18 и СКН-26 по истечению 15-лет

Изобретение относится к промышленности резинотехнических изделий, в частности к способу ускоренных испытаний и оценки изменения свойств резин после длительного нахождения в напряженном состоянии. Изобретение позволяет сократить продолжительность способа за счет того, что определение относительного напряжения (ОН) резины проводят при выдержке образцов при шести значениях температур с интервалом 10-р30°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 ψ=ψ₀^.τ^*98л, где ψ=1-Σ_отн( σ_отн-ОН)

τ - время хранения или эксплуатации, λ - постоянная, не зависимая от температуры и рассчитанная по данным изменения ОН при двух наиболее высоких температурах

ψ₀ - постоянная, численно равная значению ψ при τ=1 и определяемая по формуле ψ₀=BE^-β^/T, где T - температура хранения или эксплуатации, °K:B и β - постоянные температурной зависимости, рассчитанные по данным испытаний при шести значениях температур. 3 табл.

пределахо Изменение показателя в ус- 30 него срока хранения в сжатом состояловиях эксплуатации и хранения оценивают по формуле.

Пример 1о Определяют,какое относительное напряжение будет иметь резина, изготовленная на основе бу- тадиен-нитрильных каучуков СКН-18 и СКН-26, по истечении 15-летнего срока хранения в сжатом состоянии при 20°С на воздухео Для испытаний отбирают образцы по стандартным методамо

Выбирают максимальнзпо температуру испытаний из предела предлагаемых температур для используемых каучуков, Тое 110°С, остальные пять температур с интервалом 10; 20; 90; 80; 70; 60; 50°С. При температурах 110 и определение относительного напряжения G проводят периодически в течение времени достижения величины ниже предельно допустимого (0,2) при 110°С, при остальных температурах - в течение 1 суто Перед испытаниями предварительно напряженные образцы выдерживают в течение 3 суто при 20i3°Cp

Данные испытаний по определению относительного напряжения приведенй в табЛо

НИИ будет О,645о

Для определения данного показателя относительного напряжения по предлагаемому способу понадобится 20 сут., 5 по известному способу необходимо 240 сут. Следовательно длительность испытаний сокращается в 12 раз

П р и м е р 2о Определяют изменение относительного напряжения рези- 0 ны,изготовленной на основе фторсодер- жащего каучука СКФ-26, после 10-летнего срока хранения .в напряженном состоянии при 30 С на воздухе

Проводят подготовку образцов для испытанийо Максимальную температуру испытаний выбирают 180°С, остальные температуры выбирают с интервалом 20-30; 150; 130; 110; 90; 70°С,

Изменение относительного напряжения при температурах 180 и 150 С определяют периодически в течение времени достижения величины ниже О,2о Перед испытанием образцы в сжатом состоянии выдерживают в течение 3 суто при 20±

Данные по изменению относительного напряжения приведены в табл,2о

Значения относительного напряжения после испытаний в течение 1 сут.

5

0

5

при всех выбранных температурах и используют для расчета постоянных В и (J в формуле.

Определяют значения постоянных методом наименьших квадратов: 1пВ 6,089; в 440,98; f 2977,7,

Данные по изменению относительного напряжения с течением времени при 180 и используют для нахождения постоянной ТУ по методу наименьших квадратов в формуле.

Получены значения

-А

180

150

0,15; -А 0,28; А 0,21

Так как отклонение Л при 180 и 150°С от среднего составляет более 0,03, испытания повторяют при 130°С,

Рассчитанное значение Л при 130°С равно -Д 0,25о Величина

го

близка (не выходит за допусти150

мые пределы) по значению к i , поэтому эти значения используют для определения среднего 7 „ Отсюда 0,27 о Данные изменения относительного 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;

1п(1-5о,„) 6,089-2977.7- - +

+ 0,27 InC.

При Т ЗП°С 303 К и 3650 сут. 1п(1-6 отн) и

L 10 лет

отн 0,781 о

Таким образом, относительное напряжение резины на основе каучука СКЛ-26 после 10-летнего хранения при изменяется до 0,78К

Для определения относительного напряжения по известному способу требуется 300 суто Длительность испытания сокрашается в 15 раз,

П р и м е р 3„ Определяют длитель- ность ускоренных испытаний и изменение относительного напряжения резины, изготовленной на основе каучука

СКМС-10 после 10-летнего срока хранения при 25 Со

Проводят подготовку образцов для испытаний Выбирают максимальную температуру испытаний для данного кау- Чука согласно предлагаемым темпера

турам температура старения равна 110°Ci остальные температуры 90; 80; 70; 60; 50°С о Определение относительного напряжения при ПО и 90°С проводят периодически в течение времени достижения относительного напряжения 0,2о При остальных температурах определение показателя проводят через 1 суто Перед испытаниями образцы в сжатом состоянии вьщерживают не менее 3 сут при 20±3°Со

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 3 в формуле методом наименьших квадратов (при расчете используют ЭВМ): В 17570,9; Р 4,220-10

Данные по изменению относительного напряжения при 90 и ПО С исполь- . зуют для нахождения постоянной (по методу наименьших квадратов при расчете на ЗВМ): -Л ° ТУ 0,36; среднее А 0,36,

Общая формула температурно-времен- ной зависимости для оценки тельного напряжения данной резины имеет вид

4,22 10

35

V 17570,9.е

.0,36

или.

1п() . 9,774-4220 . - +

it

+ 0,36

Отсюда из формулы относительное изменение резины на основе каучука СКМС-10 по истечении 10-летнего срока хранения в сжатом состоянии при 25°С имеет величину 0,761. Длительность испытаний 20 суто Определение данного показателя по известному способу составляет 180 суток. Длительность испытаний сокращается в 9 раз.

Формула изобретения

Способ ускоренных испытаний и оценки изменения свойств резин после длительного нахождения в напряженном состоянии, включающий выдержку предварительно напряженных образцов резины при 50-250°С определение

показателей свойств испытуемой резины и оценку его изменения, отличающийся тем, что, с целью сокращения продолжительности способа, определение относительного напряжения резины проводят при вьщержке образцов при шести значениях температур с интервалом ,причем для двух наиболее высоких температур 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 напряжение по формуле

.X

10

15

где ( (отн

L

К Vo097388

J -G oTH;

относительное напряжение; время хранения или эксплуатации;

постоянная, не зависимая от температуры и рассчитанная по данным изменения показателей при двух наиболее высоких температурах; постоянная,численно равная значению показателя при & 1 и определяемая по формуле о

-Be ,

где Т - температура хранения или

эксплуатации. К;

В,ft - постоянные температзфной зависимости, рассчитанные по данным испытаний при шести значениях температур..

Таблица 1

20

Таблица2

ТаблицаЗ