Область применения
ISO 4647:2010 устанавливает метод определения статической адгезии текстильного корда к вулканизированной резине с использованием испытания на отрыв Н-методом.
Метод применим к корду из натуральных и искусственных волокон. В первую очередь он предназначен для шинного корда, но может использоваться и для аналогичных видов корда в других резинотехнических изделиях.
Ограничение по области применения: метод распространяется на корд с линейной плотностью не более 800 мг/м (текс).
Результаты испытания в значительной степени зависят от истории корда и резиновой смеси, однако позволяют получать данные для оценки эксплуатационных свойств материала.
Общие принципы метода
Адгезию определяют по усилию, необходимому для вытягивания единичной нити корда из блока вулканизированной резины. Усилие прикладывают вдоль продольной оси корда при фиксированной длине его заделки в резину.
Измеряемая адгезия представляет собой в основном усилие сдвига на границе корд–резина. Испытательный образец состоит из двух полос резины, соединённых кордом, и по форме напоминает букву H, откуда и происходит название метода.
Ссылочные нормативные документы
| Обозначение | Наименование | Назначение |
|---|---|---|
| ISO 5893 | Оборудование для испытаний резины и пластмасс на растяжение, изгиб и сжатие при постоянной скорости перемещения | Требования к испытательной машине |
| ISO 18899:2004 | Резина. Руководство по калибровке испытательного оборудования | Калибровка оборудования |
| ISO 23529 | Каучук. Общие методы приготовления и кондиционирования образцов для испытаний физических свойств | Подготовка и кондиционирование образцов |
Материалы
Используют любую комбинацию резиновой смеси, текстильного корда и адгезива, согласованную между потребителем и поставщиком корда. Условия вулканизации, включая температуру и время, должны быть точно определены.
Для поддержки резиновых полос применяют хлопковую ткань плотностью 340 г/м² прямоугольного плетения. Допускается использовать:
- неотбелённую ткань;
- прорезиненную с одной стороны ткань;
- резиновую смесь, каландрированную на прорезиненную сторону хлопковой ткани.
Поверхность резины, контактирующая с кордом, должна быть защищена плёнкой, например реактивной бумагой или полиэтиленом.
Толщина резиновой смеси, необходимая для полного заполнения оправки, определяется по соглашению между поставщиком и покупателем.
Аппаратура
Оправка
Испытательные образцы изготавливают в оправке, размеры которой определяют геометрию образца и допуски на него. Полосы резины толщиной Y/2 укладывают во впадины оправки шириной C на расстоянии Z между ними. Нити корда натягивают поверх полос резины и перпендикулярно им на расстоянии L между нитями.
Обычная практика — применение оправок, позволяющих одновременно готовить несколько образцов в виде пакета.
Для нитей корда рекомендуется ширина канавки:
- 0,8 мм — для корда линейной плотностью до 560 текс включительно;
- 1,2 мм — для корда линейной плотностью более 560 текс и до 800 текс.
Стандарт описывает два варианта подготовки образцов:
- метод A — с применением облицованных силоксановым каучуком стержней;
- метод B — с использованием дополнительной широкой полосы резины и полосы плёнки в центральной зоне для предотвращения прилипания.
Устройство для создания натяжения
Во время сборки образца необходимо создать натяжение корда 0,49 Н ± 0,1 Н. Это может обеспечиваться подвешиванием груза 50 г ± 1 г на один конец каждой нити корда.
Испытательная машина
Применяют разрывную машину, соответствующую ISO 5893, с точностью измерения усилия класса 1. Скорость перемещения подвижного захвата должна составлять 100 мм/мин ± 10 мм/мин.
Зажимы
Для испытаний используют два зажима образца. Стандарт приводит две конструкции зажимов. Отмечено, что разные типы зажимов не обязательно дают одинаковые результаты.
Калибровка
Требования к калибровке испытательной аппаратуры установлены в приложении B. Для калибровки следует учитывать положения ISO 18899 и утверждённый план-график проверки оборудования.
Основные размеры и параметры
| Параметр | Требование | Примечание |
|---|---|---|
| Линейная плотность корда | ≤ 800 текс | Ограничение области применения метода |
| Ширина стандартной резиновой полосы | Обычно 6,4 мм | Размер стандартного образца |
| Толщина стандартной резиновой полосы | Обычно 3,2 мм | Допускается эквивалентность с 6,4 мм по межлабораторным данным |
| Стандартная длина заделки корда | Обычно по конструкции образца | Может быть 5 мм или 10 мм при очень высокой или низкой адгезии |
| Ширина канавки в оправке | 0,8 мм или 1,2 мм | Выбирается по линейной плотности корда |
| Глубина прорези для корда | 3,0 мм | Для оправки по рисунку 2 |
| Количество образцов в оправке | 16 | Для рекомендуемой конструкции оправки |
| Натяжение корда при сборке | 0,49 Н ± 0,1 Н | Эквивалентно грузу 50 г ± 1 г |
| Скорость испытания | 100 мм/мин ± 10 мм/мин | Для разрывной машины |
| Плотность хлопковой ткани | 340 г/м² | Для поддержки полос резины |
Размеры зажима для испытательного образца
| Размер | Значение, мм |
|---|---|
| A | 1,6 |
| B | 12,5 |
| C | 25,0 |
| D | 40,0 |
| E | 7,0 |
| F | 14,0 |
| G | 4,0 |
| H | 2,0 |
Размер C = 25,0 мм является наиболее важным и не должен изменяться. Остальные размеры приведены как пример и могут корректироваться.
Подготовка испытательных образцов
Стандартный образец
Стандартный испытательный образец представляет собой отрезок корда, заделанный между полосами резины. Обычно используются полосы шириной 6,4 мм и толщиной 3,2 мм.
По данным межлабораторных испытаний, образцы толщиной 3,2 мм и 6,4 мм могут давать эквивалентные результаты. Длина заделки корда может быть уменьшена до 5 мм при очень высокой адгезии или увеличена до 10 мм при очень низкой, однако результаты для разной длины заделки сравнивать нельзя.
Порядок подготовки
- Резиновую смесь разрезают на полосы шириной 6 мм нужной длины, оставляя защитную плёнку.
- Вырезают полосы хлопковой ткани того же размера, если смесь не каландрирована на ткани.
- При необходимости устанавливают нижние распорные стержни в оправку.
- В оправку укладывают ткань на дно полостей.
- Размещают резиновые полосы в полостях так, чтобы защитная плёнка была сверху.
- Снимают защитную плёнку и немедленно укладывают нити корда в прорези.
- К части корда, заделываемой в резину, нельзя прикасаться голыми руками.
- На одной стороне каждой нити завязывают узел для фиксации, а на другом конце закрепляют устройство натяжения.
- При необходимости устанавливают верхние распорные стержни.
- Снимают плёнку с дополнительных полос резины и укладывают их поверх нитей корда.
- Для метода B верхние полосы резины должны иметь ширину 22 мм, а центральная область шириной 10 мм должна быть снова перекрыта плёнкой или аналогичным материалом.
- Сверху укладывают полосы ткани, если резина не каландрирована на ткань.
Технические требования и особенности метода
- Комбинация корд–резина–адгезив должна быть заранее согласована сторонами.
- Температура и время вулканизации должны быть точно заданы.
- При работе с каландрированными нитями порядок подготовки должен быть согласован между покупателем и поставщиком.
- Следует принимать меры для предотвращения потери крутки корда.
- Избыточная резина, выдавленная в зоны между полосами, должна быть тщательно удалена перед испытанием для повышения воспроизводимости.
Методы испытаний
Испытание при стандартной лабораторной температуре
Испытание проводят на разрывной машине при установленной скорости перемещения захвата. Образец закрепляют в зажимах, после чего определяют усилие вытягивания корда из резины.
Испытание при повышенной температуре
Стандарт предусматривает проведение испытаний и при повышенной температуре, если это требуется условиями оценки материала. В этом случае необходимо выдерживать образцы и оборудование в заданных температурных условиях в соответствии с методикой испытания.
Выражение результатов
Результатом испытания является усилие, необходимое для вытягивания нити корда из вулканизированной резины. Полученные данные используют для оценки статической адгезии системы корд–резина и сопоставления различных комбинаций материалов и способов обработки.
Правила приёмки и сопоставления результатов
Для корректного сравнения необходимо испытывать образцы, изготовленные по одинаковой методике, с одинаковой длиной заделки и в одинаковых условиях вулканизации. Результаты, полученные на образцах с разной длиной заделки корда, не являются напрямую сопоставимыми.
При контроле партии рекомендуется фиксировать:
- тип корда и его линейную плотность;
- состав резиновой смеси и применённый адгезив;
- условия вулканизации;
- тип оправки и способ подготовки образцов;
- тип зажимов и температуру испытания.
Маркировка, хранение и обращение с образцами
Стандарт не устанавливает специальных требований к маркировке и хранению готовой продукции, однако содержит важные указания по обращению с образцами:
- не касаться голыми руками участка корда, который будет заделан в резину;
- использовать защитную плёнку для поверхностей резины, контактирующих с кордом;
- обеспечивать чистоту оправки, канавок и зажимов;
- удалять выпрессовку резины перед испытанием.
Требования безопасности
Персонал должен быть знаком с обычной лабораторной практикой. Пользователь стандарта несёт ответственность за разработку мер по охране труда, технике безопасности и соблюдению национальных нормативных требований.
Некоторые технологии могут включать использование веществ или образование отходов, опасных для окружающей среды. Необходимо руководствоваться документацией по безопасному обращению и утилизации.
Гарантии изготовителя и протокол испытаний
Стандарт не устанавливает гарантий изготовителя на продукцию, но требует оформления протокола испытаний. В отчёте рекомендуется указывать использованные материалы, подготовку образцов, условия вулканизации, тип испытательной аппаратуры, температуру испытания и полученные результаты по усилию отрыва.
Практическое значение стандарта
ISO 4647:2010 применяется для оценки качества сцепления текстильного корда с резиной в шинах и других резинотехнических изделиях. Метод помогает сравнивать различные адгезионные системы, рецептуры смесей и режимы вулканизации, а также использовать результаты при входном контроле и разработке новых материалов.