ГОСТ 28810-90 Определение модуля сдвига резины. Метод сдвига четырехэлементного образца

Назначение метода по ГОСТ 28810-90

ГОСТ 28810-90 устанавливает метод определения модуля сдвига резины, склеенной с четырьмя параллельными жесткими плитами. Метод предназначен для испытания образцов, изготовленных в лаборатории при стандартных условиях, и применяется при разработке новых материалов, а также при контроле резиновых смесей.

Стандарт подготовлен методом прямого применения международного стандарта ИСО 1827-76 и полностью ему соответствует.

Сущность испытания при сдвиге

При испытании измеряют силу, необходимую для получения заданного смещения при сдвиге стандартного агрегата, состоящего из четырех симметрично расположенных резиновых параллелепипедов, соединенных с четырьмя параллельными плитами. Прилагаемые силы направлены параллельно поверхностям крепления и, как правило, не являются разрушающими: максимальные значения должны быть существенно ниже прочности связи.

Испытательное оборудование и оснастка

Для проведения испытаний используют испытательную машину и приспособление для удерживания образца.

• испытательная машина должна обеспечивать точное измерение деформации и регистрацию приложенной силы;
• скорость перемещения зажимов должна составлять (25 ± 5) мм/мин;
• держатель образца должен иметь универсальное соединение, позволяющее центрировать направление действия силы.

Предпочтительно применять безынерционные динамометры, например электронные или оптические преобразователи, так как инерционные системы могут вносить погрешности из-за влияния трения и инерции.

Стандартный четырехэлементный образец и его размеры

Стандартный образец состоит из четырех одинаковых резиновых параллелепипедов, соединенных своими наибольшими противоположными поверхностями с сопряженными поверхностями четырех жестких плит одинаковой ширины и соответствующей длины. Конструкция образует симметричный двойной «сэндвич» со свободными наружными концами центральных пластин для крепления в держателе.

Типовая конструкция образца приведена в стандарте на черт. 1. Конкретные присоединительные размеры держателя также показаны на чертеже стандарта.

Изготовление образцов для определения модуля сдвига

Жесткие прямоугольные плиты стандартных размеров подготавливают и обрабатывают обычным методом. Невулканизованные резиновые заготовки вырубают штампом таких размеров, чтобы ограничить образование заусенцев при формовании.

Вулканизацию образцов выполняют в пресс-формах. Стандарт допускает два способа прессования:

1. компрессионное формование — отдельные резиновые заготовки заранее располагают в форме между жесткими плитами;
2. плунжерное формование — одна резиновая заготовка подается через сопло в ряд камер.

Оптимальная конструкция плунжерной пресс-формы для шести испытуемых частей приведена в стандарте на черт. 2. После окончания вулканизации образец извлекают из формы очень осторожно, чтобы не создать чрезмерных напряжений на адгезионных поверхностях.

Количество образцов и выдержка после вулканизации

Испытания проводят на трех испытуемых образцах.

Если специальные условия не установлены технической документацией, соблюдают следующие интервалы:

Кондиционирование и температура испытаний

Перед испытанием образцы кондиционируют в зависимости от выбранной температуры испытаний.

• при стандартной лабораторной температуре образцы выдерживают непосредственно перед испытанием не менее 16 ч при этой температуре;
• при повышенной или пониженной температуре образцы выдерживают до достижения температурного равновесия со средой испытания либо в течение времени, установленного в технических требованиях на материал или изделие.

Испытания обычно проводят при одной из стандартных лабораторных температур:

• 20 ± 2 °C;
• 23 ± 2 °C;
• 27 ± 2 °C.

При необходимости допускается использование следующих температур: −75, −55, −40, −25, −10, 0, 40, 50, 70, 85, 100, 125, 150, 175, 200, 225 и 250 °C. В течение одного испытания или серии испытаний должна использоваться одна и та же температура.

Порядок проведения испытания

После кондиционирования образец сразу устанавливают в испытательную машину, обеспечивая его свободное выравнивание по направлению действия силы. Для стабилизации поведения резины и устранения эффекта Маллинза выполняют не менее пяти последовательных плавных неразрушающих циклов нагружения и разгружения в полном заранее выбранном диапазоне деформаций сдвига.

Далее образец нагружают небольшим усилием около 10 Н и в этом положении устанавливают на нуль устройства измерения нагрузки и деформации. Затем образец нагружают перемещением зажима со скоростью (25 ± 5) мм/мин до достижения выбранной максимальной деформации сдвига.

Во время испытания записывают:

• усилия, соответствующие заданным деформациям;
• или деформации, соответствующие заданным усилиям.

Расчёт напряжения, деформации и модуля сдвига

Обработку результатов выполняют по следующим правилам:

1. Напряжение сдвига в паскалях вычисляют как отношение приложенной силы к удвоенной площади крепления. Площадь крепления принимают равной удвоенному значению 20 × 25 × 10⁻⁶ м².
2. Деформацию сдвига определяют делением половины фактической деформации испытуемого образца на толщину, подвергаемую сдвигу. Оба значения должны быть выражены в одинаковых единицах.
3. Средний кажущийся модуль сдвига при любом значении деформации рассчитывают как отношение соответствующего напряжения сдвига к деформации сдвига.

Единица измерения: 1 Па = 1 Н/м².

Что должно быть в протоколе испытания

Протокол испытания по ГОСТ 28810-90 должен содержать:

1. результаты для всех трех образцов, вычисленные для кажущегося модуля сдвига при различных деформациях сдвига;
2. марку резиновой смеси;
3. описание процесса формования: компрессионное, плунжерное и т. д.;
4. продолжительность и температуру вулканизации;
5. температуру испытания;
6. дату вулканизации;
7. дату испытания;
8. сведения о разрушении образца, если оно происходило.

Основные параметры метода в сводной таблице

Нормативные и справочные сведения