Лабораторная работа № 6 Определение эластичности резины
Цель работы: ознакомление с технологией испытания по определению эластичности резины. Исследование температурной зависимости эластичности резины.
Объект исследования: резиновая пластина шифра П-11, свулканизованная в режиме продолжительностью 25 минут при температуре – 155 ˚С. Рецептура резины приведена в таблице 1.
Таблица 1 – Рецептура резиновой смеси
Наименование компонента |
Масса |
Плотность, г/см3 |
Объём |
Назначение компонента |
||
мас. ч. |
мас. д. |
об. ч. |
об. д. |
|||
Каучук ДССК 2545 М27 |
79,00 |
0,535 |
0,94 |
84,043 |
0,595 |
Полимерная основа |
Каучук СКД |
20,83 |
0,141 |
0,91 |
22,890 |
0,162 |
Полимерная основа |
Дисперсия серы |
1,94 |
0,013 |
1,88 |
1,032 |
0,007 |
Вулканизующий агент |
Сульфенамид Ц |
1,61 |
0,011 |
1,28 |
1,258 |
0,009 |
Ускоритель вулканизации |
Дифенилгуанидин |
0,54 |
0,004 |
1,19 |
0,454 |
0,003 |
Ускоритель вулканизации |
Белила цинковые |
3,00 |
0,020 |
5,47 |
0,548 |
0,004 |
Первичный активатор вулканизации |
Стеариновая кислота |
2,00 |
0,014 |
0,96 |
2,083 |
0,015 |
Вторичный активатор вулканизации |
Масло ПН-6 |
8,33 |
0,056 |
0,96 |
8,677 |
0,061 |
Пластификатор |
Воск защитный |
2,03 |
0,014 |
0,84 |
2,417 |
0,017 |
Физический противостаритель |
Диафен ФП |
1,52 |
0,010 |
1,14 |
1,333 |
0,009 |
Химический противостаритель |
Ацетонанил Н |
2,02 |
0,014 |
1,12 |
1,804 |
0,013 |
Химический противостаритель |
Сантогард PVI |
0,22 |
0,002 |
1,29 |
0,171 |
0,001 |
Замедлитель подвулканизации |
Силан Z 6945 |
7,00 |
0,047 |
1,35 |
5,185 |
0,037 |
Промотор адгезии |
Перкасил KS408 |
0,00 |
0,000 |
2,00 |
0,000 |
0,000 |
Наполнитель |
Техуглерод N 339 |
17,50 |
0,119 |
1,85 |
9,459 |
0,067 |
Наполнитель |
Итого |
147,54 |
1,000 |
- |
141,354 |
1,000 |
- |
Технология испытания
Упругомер (рисунок 1) установлен на массивной металлической станине, на которой крепится кронштейн 2. К кронштейну подвешен маятник 8, снабженный на конце грузом 9 и бойком 10 полусферической формы. Для фиксации маятника в поднятом положении служит защелка 6. С боковой стороны станины имеется ровная металлическая площадка 12, на которой с помощью плоских пружин 11 удерживается образец. На оси маятника имеется пружинный захват 4, отводящий стрелку 3 в момент отскока маятника. Стрелка очень плотно посажена на ось, поэтому она остается неподвижной в положении, соответствующем наивысшему положению маятника после отскока. Возврат стрелки в исходное положение осуществляется пружинным механизмом с рукояткой 5. Исходное положение стрелки определяется ограничителем. Величина отскока маятника отсчитывается по дуговой шкале 7, отградуированной в процентном отношении высоты отскока маятника к высоте его падения. Прибор должен устанавливаться на массивном столе строго горизонтально.
1 - станина; 2 - кронштейн; 3- стрелка; 4 - пружинный захват; 5 - пружинный механизм с рукояткой; 6 - защелка; 7 - шкала; 8 - маятник, 9 - груз; 10 - боек; 11 - плоская пружина; 12 - площадка.
Рисунок 1 - Маятниковый упругомер
Проведение испытания
Толщину образца измеряют толщиномером с давлением 0,02 МПа. Испытания проводят при температуре (22±2) и (100±2) °С. Испытуемый образец прикладывают к площадке так, чтобы он ее полностью касался, и закрепляют по краям пружинами. Маятник поднимают в исходное положение и фиксируют защелкой. Затем маятник освобождают. Вследствие эластичности резины при ударе об образец маятник отскакивает на некоторую высоту. Его ловят рукой после каждого удара, не допуская повторного падения на образец. По образцу, без изменения его положения, производят четыре удара, поднимая после первого, второго и третьего ударов маятник в исходное положение. При этом происходит стабилизация образцов вследствие эффекта размягчения резины, что обеспечивает получение более близких результатов. За показатель эластичности в данной точке принимают показания шкалы прибора после четвертого удара маятника по образцу.
Из каждой пробы испытывают по два образца в трех разных точках. Расстояние между испытуемыми точками и от краев образца до точек должно быть не менее 10 мм. При комнатной температуре за показатель эластичности принимают среднее арифметическое результатов замеров эластичности двух образцов. Допустимое отклонение от среднего значения составляет ±5 %. Испытание при повышенной температуре проводят в специальной термокамере. Продолжительность прогрева составляет 10 мин.
Оформление результатов
Показатель эластичности (в %) характеризуется долей возвращенной резиной работы по отношению к затраченной на деформирование
,
%
где h2 - высота отскока бойка маятника после удара, мм;
h1 - высота падения бойка маятника, мм.
Шкала прибора проградуирована в % эластичности.
Результаты испытания представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Результаты измерения эластичности по отскоку исследуемой
резины в зависимости от температуры испытания
№ опыта |
Температура испытания, ˚С |
|||||
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
||
1 |
53 |
54 |
57 |
58 |
59 |
|
2 |
54 |
54 |
57 |
57 |
57 |
|
3 |
52 |
55 |
57 |
57 |
58 |
|
4 |
52 |
56 |
58 |
58 |
58 |
|
5 |
53 |
54 |
57 |
57 |
57 |
|
6 |
54 |
53 |
58 |
58 |
60 |
|
Среднее значение |
53,0 |
54,3 |
57,3 |
57,5 |
58,2 |
|
Дисперсия |
0,8 |
1,1 |
0,3 |
0,3 |
1,4 |
|
СКО |
0,9 |
1,0 |
0,5 |
0,5 |
1,2 |
|
Критерий Стьюдента |
2,6 |
2,6 |
2,6 |
2,6 |
2,6 |
|
Доверит. интервал |
0,9 |
1,1 |
0,5 |
0,6 |
1,2 |
|
Кv, % |
1,7 |
1,9 |
0,9 |
1,0 |
2,0 |
|
Однофакторный дисперсионный анализ |
||||||
Дисперсия ошибки |
0,8 |
|||||
Дисперсия фактора |
30,7 |
|||||
Критерий Фишера расчетный |
40,4 |
|||||
Критерий Фишера табличный |
2,76 |
|||||
Температурная зависимость эластичности резины представлена на рисунке 2.
Рисунок 2 – Зависимость эластичности резины от температуры испытания
Выводы