Способ ускоренных испытаний и оценки изменения свойств резин
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=ψ<SB POS="POST">0</SB><SP POS="POST">.</SP>Τ<SP POS="POST">*</SP>98л, где ψ=1-Σ<SB POS="POST">отн</SB>( σ<SB POS="POST">отн</SB>-ОН) Τ - время хранения или эксплуатации, λ - постоянная, не зависимая от температуры и рассчитанная по данным изменения ОН при двух наиболее высоких температурах ψ<SB POS="POST">0</SB> - постоянная, численно равная значению ψ при Τ=1 и определяемая по формуле ψ<SB POS="POST">0</SB>=BE<SP POS="POST">-</SP>β<SP POS="POST">/T</SP>, где T - температура хранения или эксплуатации, °K:B и β - постоянные температурной зависимости, рассчитанные по данным испытаний при шести значениях температур. 3 табл.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 G 01 И 33/44
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM
ПРИ ГКНТ СССР
Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
2 ратур 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 I суток.. Оценку изменения ОН в условиях хранения или эксплуатации проводят, рассчитывая ОН по формуле
=ч> ь, где (1) = 1 -Gîòí (0тн — время хранения или эксплуатации, — постоянная, не зависимая от температуры и рассчитанная по данным изменения ОН при двух наиболее выаоких температурах; () — постоянная, о
/ численно равная значению (P при о — 1 и определяемая по формуле 4)
= Be 1, где Т вЂ” температура хране ния или эксплуатации, К; В и постоянные температурной зависимости, рассчитанные по данным испытаний при ,шести значениях температур. 3 табл. (21) 4068460/23-05 (22) 19.05.86. (46) 23.09.89.Бюл. Ф 35 (72) Л.П.Ямова, Г.С.Клитеник
А.А.Донцов, 53) 678.02 (088.8)
56) Единая система защиты от корро,— зии и старения резины. Метод прогнозирования изменения свойств при тер мическом старении. ГОСТ 9.033-74. (54) СПОСОБ УСКОРЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ И
ОЦЕНКИ ИЗМЕНЕНИЯ СВОЙСТВ РЕЗИН (57) Изобретение относится к промьппленности 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
Iобразцов при шести значениях темпеляется относительное напряжение
6 () = — - где 6 — напряжение
OTN t о сжатия в образце,определяемое при
20+3 С после его выдержки при температуре испытаний в течение времени ь . Я вЂ” напряжение сжатия в образце, о о определяемое при 20 3 С до начала испытаний. В зависимости от используе, мого полимера в резине подбирают яаксимальную температуру испытаний, Изобретение относится к промьнпленности 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,явОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
3 15097 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. При двух наиболее высоких температурах продолжают периодически определять изменение этого показате-. 10 ля до достижения его значения меньше предельно допустимого (c 0,2) при максимальной температуре.
Данные по Я „.„ в течение 1 сут. используют для нахождения методом 15 наименьших квадратов постоянных и В.
Данные изменения показателя с течением времени при двух наиболее высоких температурах применяют для рас- 20 чета методом наименьших квадратов постоянной . . При этом допускается отклонение постоянной ф;,полученной при каждой температуре, от среднего значения — не более +0,03. В случае превышения допустимого предела отклонения испытания повторяются при более низкой (из выбранных) температуре до получения 9. в заданных пределах, Изменение показателя в ус- 30 ловиях эксплуатации и хранения оценивают по формуле.
Пример 1. Определяют, какое относительное напряжение будет иметь резина, изготовленная на основе бутадиен-нитрильных каучуков СКН-18 и
СКН-26, по истечении 15-летнего срока хранения в сжатом состоянии при
20 С на воздухе. Для испытаний отбирают образцы по стандартным методам. 40
Выбирают максимальную температуру испытаний из предела предлагаемых температур для используемых каучуков, т.е, 110 С, остальные пять температур с интервалом 1О; 20; 90; 45
80; 70; 60; 50 С. При температурах
110 и 90 С определение относительного напряжения (7 и проводят периодически в течение времени достижения величины ниже предельно допустимого (0,2) при 110 С, при остальных температурах — в течение 1 сут. Перед испытаниями предварительно напряженные образцы. выдерживают в течение
3 сут. при 20+3 Ñ, 55
Данные испытаний по определению относительного напряжения приведены в табл.1.
38
По результатам испытаний изменения относительного напряжения в течение 1 сут. при всех выбранных температурах находят методом наименьших квадратов постоянные В и Р в формуле, вычисления проводят на ЭВИ, В
3714,5; P = 3,67"10
Данные по изменению относительно б 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 =0,38.
Общая формула температурно-временной зависимости относительного напряжения приобретает вид:
g,67 10
11 = 3714,50 е ° С или 1n(1 Go») 8 220-3,67 ° 10 1 T +
+ 0,38.
При Т = 20 С = 293 К и = 15 лет =
5475 сут 1 от„= 0,355 и б отн
0,645.
Следовательно относительное напряжение резины на основе каучуков
СКН-18 и СКН-26 по 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.
Пример 2. Определяют изменение относительного напряжения резины, изготовленной на основе фторсодержащего каучука СКФ-26, после 1О-летнего срока хранения,в напряженном о состоянии 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; 110; 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 Ñ.
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 и fb в формуле.
Определяют значения постоянных методом наименьших квадратов: 1nB =
= 6,089; В = 440,98; Р 2977,7.
Данные по изменению относительного напряжения с течением времени при 180 о и 150 С используют для нахождения пос-10 тоянной % по методу наименьших квадратов в формуле.
Получены значения
Ъ = О, 15; 9, = 0,28; % =0,21, 15
Так как отклонение % при 180 и
150 С от среднего составляет более
0,03, испытания повторяют при 130 С.
Рассчитанное значение и при
130 C равно ф = 0,25. Величина 20 (o близка (не выходит за допустимые пределы) по значению к поэтому эти значения используют для определения среднего h . Отсюда A
0,27, Данные изменения относитель- 25 ного напряжения для данной резины при 180 С не могут быть использованы для прогнозирования показателя при более низких температурах.
Отсюда формула температурно-вре- 30 менной зависимости для исследуемой резины имеет вид; турам температура старения равна
110 С, остальные температуры 90; 801
70; 60; 50 С. Определение относительного 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 s сжатом состоянии выдерживают не менее 3 сут при 20 + 3 С.
Данные по изменению относительного напряжения представлены в табл,3, По данным изменения относительного напряжения в течение 1 сут. при всех выбранных температурах определяют постоянные В и 8 в формуле методом наименьших квадратов (при расчете используют 3BM): В = 17570,9; 5 = 4,220 1О
Данные по изменению относительного напряжения при 90 и 110 С используют для нахождения постоянной (по методу. наименьших квадратов при расчете на ЗВИ): 9, "0 = 7 80 = 0,36; среднее % = 0,36.
Общая формула температурно-временной зависимости для оценки относительного напряжения данной резины имеет вид
1n(1- б,н) = 6,089 — 2977 7 — — +
+ 0,27 1п .
При Т = 30 С = 303 К и = 10 лет=
3650 сут. 1n(1-G»„)= 1,524 и
6 „= 0,781.
40
Таким образом, относительное напряжение резины на основе каучука
СК@-26 после 10-летнего хранения при
30 С изменяется до 0,781.
Для определения относительного напряжения по известному способу требуется 300 сут. Длительность испытания сокращается в 15 раэ.
Пример 3. Определяют длительность ускоренных испытаний и изменение относительного напряжения резины, изготовленной на основе каучука
CKMC-10 после 10-летнего срока хранения при 25 С.
Проводят подготовку образцов для испытаний. Выбирают максимальную температуру испытаний для данного каучука согласно предлагаемым темпера4,22 ° 10 (/ = 17570,9 е т или
ln(1 G) = 9,774-4220 — — +
Т
+ 0,36 1п .
Отсюда из формулы относительное изменение резины на основе каучука
СКИС-10 по истечении 10-летнего срока 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 изобретения
Способ ускоренных испытаний и оценки изменения свойств резин пос— ле длительного нахождения в напряженном состоянии, включающий выдержку предварительно напряженных образцов резины при 50-250 С,определение о!
509738 где (ф - от Н
Ь показателей свойств испытуемой резины и оценку его изменения, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью сокращения продолжительности спосо5 ба, определение относительного напряжения резины проводят при выдержке образцов при шести значениях температур с интервалом 10-30 0,причем для двух наиболее высоких температур fp испытания проводят в течение времени, необходимого для достижения величины относительного напряжения, меньшей предельно допустимого, при максимальной температуре из двух наи- 15 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 формуле
V=Vо э
1 отн относительное напряжение; время хранения или зксплуатации; постоянная, не зависимая от температуры и рассчитанная по данным изменения показателей при двух наиболее высоких температурах; постоянная, численно равная значению показателя при о = 1 и определяемая по формуле — (3
=Ве ——
У
Т где Т вЂ” температура хранения или эксплуатации, К; постоянные температурной зависимости, рассчитанные по данным испытаний при шести значениях температур.
Таблица1 o
Т, С Время стареОтносительное напряжение G,,„
Среднее значение, отн для образца
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
0,938
О, 959
О, 944
110 1
5
15
90 1
7
15
80 1
70 !
60 1
50 1
0,751
0,729
0,692
0,627
0,540
0,389
0,346
0,221
0,836
0,836
0,826
0,807
0,739
0,686
0,633
0,599
0,887
0,922
0,978
0,965
О, 773
0,714
0,677
0,656
0,508
О, 423.
0,423
0,201
0,843
0,816
0,818
О, 803
0,750
О, 681
0,627
0,588
0,884
0,908
0,958
0,959
0,799
0,735
О, 693
0,656
0,72
0,466
0,302 .0,219
О, 836
0,816
0,812
0,789
0,725
0,701
0,608
0,561
0,886
0,921
0,983
О, 959
0,720
0,679
0,642
О, 580
0,435
О, 394
0,249
0,150
0,852
0,838
0,789
0,789
0,729
0,692
0,657
0,551, 0,902
0,938
0, 958
0,944
0,736
О, 679
0,642
О, 601
0,456
0,394
О, 249
0,176
0,883
0 830
О, 798
0,770
0,724
0,668
0,612
0,571
0,902
0,908
О, 965
О, 945
0,756
0,706
0,668
0,624
0,501
0,417
0,284.
0,182
0,854
0,829
0,809
0,792
0,735
0,686
0,631
01572
0,893
0,922
0,967, 0,953!
509738
Т а блица т, С
Среднее значение
1 отн
Время старе ния, сут.
Относительное для образца напряжение г
0,455
0,410
О, 388
0i 373
0,314 аблицаЗ
Относительное напряжение б„„
1 (г 1 3 (Т, С Время, сут.
Среднее значение ггтн для образца
Т °
0,734
0,516
0,5!6
0,387
110 1 0,670
3 0,516
4 0,443
7 0,339
10 0,226
15 0,153
20 0,113
90 0>835 01859
3 0,696
4 О, 696
7 0,626
10 0,575
15 0,530
20 0,478
80 1 0,897
70 0,927
60 1 0,952
50 1 О 950
0,314
0,202
0,153
0,849
0,762
0,746
0,659
0,6!9
0,571
0,524
0,897
0,936
0,960
0i958
180 1
7
15
150 1
7
15
130 1
10
20
110 1
90 1
70 1
0,426
0,364
0,349
0,336
0,273
0,238
0,153
0,679
0,537
0,492
0,455
0,253
О, 264
0,201
0,643
О, 540
0,525
0,445
0,365
0,350
О, 306
0,8!7
0,892
0,940
0,420
0,359
0,345
0,303
0,193
0,151
0,151
0,708
0,637
0,584
0,540
0,389
0,319
0,248
0,686
0,569
0,540
0,467
0,380
0,365
0,321
0,931
0,876
0,920
0,629
0,485
0,417
О, 333
0,257
0,167
0,129
0,859
0,752
0,727
0,661
0,611
0,545
0,504
0,897
0,909
0,952
0,952
0,433
0,373
0,358
0,328
0,268
0,231
0,584
0,566
0,540
0,460
0,345
0,275
0,194
0,646
0,553
0 493
0 460
0,387
0,367
0,320
0,806
О,868
0,936
О, 645
0,492
0,419
0i339
0,274
0,177
О, 137
0,835
0,678
0,678
0,600
0,557
О, 504
0,478 .
0,873
0,911
0,950
0,960
0,424
О, 373
О, 353
0,356
0,288
О, 186
0,119
О, 557
О, 504
0,478
0,383
0,294
0,191
О, 201
0,686
0,643
0,540
0,467
0,380
0,350
0,350
0,806
0,876
0,924
О, 734
0,492
0,492
0,387
0,290
0,202
0,153
0,867
О, 734.
0,685
0,629
0,532
0,516
0,468
0,911
0,911
О, 952
О, 960
0,413
О, 381
0,349
0,334
0,270
0,222
0,139
0,570
0,504
0,479
0,413
0,298
0,281
1,181
0,664
0,605
0,569
0,48!
0i401
0,365
О, 350
0,806
0,876
0,891
0,734
0,566
0,532
0,403
0,039
0,226
0,202
0,817 .
0,722
0,696
0,643
0,600
0,574
0,530
0,911
0,91!
0,960
0,958
0,570
0,504
О;479
0,413
0,323
0,256
0i181
0,727
0,657
0,580
0,504
0,426
0,385
0,364
0,820
0,882
0,950
0,428
0,377
0,357
0,338
0,268
0,206
0,139
0,611
0,542
0,5090,444
0,317
0,264 0,201
0,692
0,635
0,563
0,484
0,402
0,367
0,355
0,831
0,878.
0,927
0,691
0,509
0,470
0,365
0,283
0,188
0 148
О;844
0,724
0,704
0,636
0,582
0,540
0,497
0,898.
0,917
0,954
О,956 .
