ГОСТ Р 54548-2011. Национальный стандарт Российской Федерации. Каучуки изопреновые (IR). Приготовление и испытание резиновых смесей
(утв. и введен в действие Приказом Росстандарта от 29.11.2011 № 632-ст)
Примечание
Документ введен в действие с 1 июля 2013 года.
Утвержден и введен в действие
Приказом Федерального
агентства по техническому
регулированию и метрологии
от 29 ноября 2011 г. № 632-ст
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ПРИГОТОВЛЕНИЕ И ИСПЫТАНИЕ РЕЗИНОВЫХ СМЕСЕЙ
Isoprene rubbers (IR). Preparation and testing of rubber compounds
1 июля 2013 года
Предисловие
Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации — ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения».
Сведения о стандарте
1. Подготовлен Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский центр стандартизации, информации и сертификации сырья, материалов и веществ» (ФГУП «ВНИЦСМВ») на основе аутентичного перевода на русский язык стандарта, указанного в пункте 4, выполненного Федеральным государственным унитарным предприятием «Научно-исследовательский институт синтетического каучука» (ФГУП «НИИСК»).
2. Внесен Техническим комитетом по стандартизации ТК 160 «Продукция нефтехимического комплекса».
3. Утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29 ноября 2011 г. № 632-ст.
4. Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к стандарту АСТМ Д 3403-2007 «Стандартные методы испытаний каучуков. Оценка IR (изопреновых каучуков)» (ASTM D 3403-2007 «Standard test methods for rubber — Evaluation of IR (isoprene rubber)»). При этом дополнительные слова, фразы, ссылки, примечания, включенные в текст стандарта для учета потребностей национальной экономики Российской Федерации и особенностей российской национальной стандартизации, выделены курсивом.
Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2004 (пункт 3.5).
Сведения о соответствии ссылочных национальных стандартов международному стандарту и стандартам АСТМ, использованным в качестве ссылочных в примененном стандарте, приведены в дополнительном Приложении ДА.
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет.
1. Область применения
1.1. Настоящий стандарт устанавливает стандартные рецепт, ингредиенты, режимы смешения и методы испытаний резиновых смесей и вулканизатов, используемых для оценки и производственного контроля изопренового каучука (IR).
1.2. В настоящем стандарте не установлены все вопросы обеспечения безопасности, связанные с его применением. Пользователь настоящего стандарта несет ответственность за установление соответствующих правил безопасности и охраны здоровья, а также определяет целесообразность применения законодательных ограничений перед его использованием.
2. Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ Р ИСО 5725-1-2002 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 1. Основные положения и определения
ГОСТ Р 54547-2011 Смеси резиновые. Определение вулканизационных характеристик с использованием безроторных реометров
ГОСТ Р 54549-2011 Каучуки синтетические. Отбор проб
ГОСТ Р 54552-2011 Каучуки и резиновые смеси. Определение вязкости, релаксации напряжения и характеристик подвулканизации с использованием вискозиметра Муни
ГОСТ Р 54553-2011 Резина и термопластичные эластомеры. Определение упругопрочностных свойств при растяжении
ГОСТ Р 54554-2011 Смеси резиновые стандартные. Материалы, оборудование, методы смешения и приготовления вулканизованных пластин
Примечание. При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3. Назначение и применение методов испытаний
3.1. Настоящие методы испытаний предназначены в основном для арбитражных целей, а также могут быть использованы для контроля качества каучуков. Методы могут быть использованы в исследованиях и разработках и для сравнения различных образцов каучука в стандартном рецепте.
3.2. Настоящие методы испытаний могут быть использованы также для оценки качества каучука покупателем.
4. Стандартный рецепт для испытаний
4.1 Стандартный рецепт приведен в таблице 1.
| Наименование | Номер SRM/IRM по NIST | Массовая часть |
| Изопреновый каучук (IR) | - | 100,00 |
| Оксид цинка | a | 5,00 |
| Сера | a | 2,25 |
| Стеариновая кислота | a | 2,00 |
| Технический углерод из нефтяного сырья b | a | 35,00 |
| TBBS c | a | 0,70 |
| Всего: | 144,95 | |
| Коэффициент загрузки смеси на вальцах d | 3,00 | |
| Коэффициент загрузки смеси для закрытого смесителя d | 10,00 | |
| Коэффициент загрузки смеси для закрытого микросмесителя e: | ||
| - головка кулачкового типа | 0,50 | |
| - головка типа Бенбери | 0,43 | |
| a Используют очередную партию стандартного ингредиента SRM/IRM. b Следует использовать очередную партию промышленного контрольного технического углерода (IRB). c N-трет-бутил-2-бензотиозолсульфенамид. d Для смесей, получаемых на вальцах и в закрытом резиносмесителе, взвешивают каучук и технический углерод с точностью до 1,0 г, серу и ускоритель вулканизации TBBS — с точностью до 0,02 г, все остальные ингредиенты рецепта — с точностью до 0,1 г. e Для смесей, получаемых в закрытом микросмесителе, взвешивают каучук и технический углерод с точностью до 0,1 г, смесь ингредиентов — с точностью до 0,01 г, при использовании отдельных ингредиентов рецепта — с точностью до 0,001 г. | ||
| При смешении в закрытом микросмесителе рекомендуется готовить смесь ингредиентов, кроме технического углерода, чтобы улучшить точность взвешивания этих материалов. Смесь ингредиентов готовят смешением пропорциональных масс каждого материала в смесителе для сухих порошков, например в биконическом или V-образном смесителе. Для смешения небольших количеств ингредиентов можно использовать ступку и пестик. | ||
| Допускается использовать отечественные контрольные ингредиенты, аттестованные в качестве стандартных. При разногласиях используют стандартные ингредиенты SRM/IRM. | ||
5. Отбор и подготовка проб
5.1 Отбор и подготовку проб проводят в соответствии с ГОСТ Р 54549.
6. Методы смешения
6.1. Смесь может быть приготовлена в закрытом резиносмесителе, на вальцах или в закрытом микросмесителе. Использование этих методов не всегда приводит к получению сопоставимых результатов. Применяют следующие методы смешения:
6.1.1. Метод A — Двухстадийное смешение в закрытом резиносмесителе (6.2).
6.1.2. Метод B — Смешение в закрытом резиносмесителе в начальной стадии и на вальцах в завершающей (6.3).
6.1.3 Метод C — Смешение на вальцах (6.4).
6.1.4 Метод D — Смешение в закрытом микросмесителе (6.5).
6.2 Метод A — Двухстадийное смешение в закрытом резиносмесителе
6.2.1. Общие требования к режиму смешения приведены в ГОСТ Р 54554.
6.2.2. Начальная стадия смешения в закрытом резиносмесителе для методов A и B - в соответствии с таблицей 2.
Начальная стадия смешения в закрытом резиносмесителе (метод A)
6.2.2.1. После смешения в соответствии с таблицей 2 взвешивают и записывают массу смеси. Если она отличается от теоретического значения более чем на 0,5%, смесь бракуют.
6.2.2.2. Немедленно пропускают смесь три раза на вальцах при температуре поверхности валков (40 +/- 5) °C и зазоре между валками 6,0 мм.
6.2.2.3 Выдерживают смесь 1 — 24 ч.
6.2.3. Завершающая стадия смешения в закрытом резиносмесителе (метод A) — в соответствии с таблицей 3.
Завершающая стадия смешения в закрытом резиносмесителе (метод А)
6.2.3.1. После приготовления смеси в соответствии с таблицей 3 проверяют и записывают массу смеси. Если она отличается от теоретического значения более чем на 0,5%, бракуют смесь.
6.2.3.2. Отрезают от смеси образцы, достаточные для определения вязкости смеси и ее способности к переработке в соответствии с ГОСТ Р 54552 или [1] и вулканизационных характеристик в соответствии с [2] или ГОСТ Р 54547.
6.2.3.3. Если требуется определить упругопрочностные свойства вулканизатов при растяжении, смесь листуют до получения пластин толщиной приблизительно 2,2 мм и кондиционируют в соответствии с ГОСТ Р 54554.
6.3. Метод B — Смешение в закрытом резиносмесителе в начальной стадии и на вальцах в завершающей
6.3.1. Общие требования к режиму смешения по ГОСТ Р 54554.
6.3.2. Начальную стадию смешения проводят в соответствии с методом, изложенным в 6.2.2.
6.3.3 Завершающая стадия смешения — по таблице 4.
Завершающая стадия смешения (метод B)
6.3.3.1. После приготовления смеси в соответствии с таблицей 4 проверяют и записывают ее массу. Если она отличается от теоретического значения более чем на 0,5%, бракуют смесь.
6.3.3.2. Отрезают от смеси образцы, достаточные для определения вязкости смеси и ее способности к переработке в соответствии с ГОСТ Р 54552 или [1] и вулканизационных характеристик в соответствии с [2] или ГОСТ Р 54547.
6.3.3.3. Если требуется определить упругопрочностные свойства вулканизатов при растяжении, смесь листуют на вальцах до получения пластин толщиной приблизительно 2,2 мм и кондиционируют в соответствии с ГОСТ Р 54554.
6.4 Метод C — Смешение на вальцах
6.4.1. Общие требования к режиму смешения приведены в ГОСТ Р 54554.
6.4.2 Процедура смешения на вальцах приведена в таблице 5.
6.4.2.1. После приготовления смеси в соответствии с таблицей 5 взвешивают и записывают массу смеси. Если она отличается от теоретического значения более чем на 0,5%, смесь бракуют.
6.4.2.2. Вырезают из смеси образцы, достаточные для определения вязкости смеси и ее способности к переработке в соответствии с ГОСТ Р 54552 или [1] и вулканизационных характеристик в соответствии с [2] или ГОСТ Р 54547.
6.4.2.3. Если требуется определить упругопрочностные свойства вулканизатов при растяжении, смесь листуют на вальцах до получения пластин толщиной приблизительно 2,2 мм и кондиционируют в соответствии с ГОСТ Р 54554.
6.5 Метод D — Смешение в закрытом микросмесителе
6.5.1. Общие требования к режиму смешения приведены в ГОСТ Р 54554. В процессе смешения поддерживают температуру головки закрытого микросмесителя (60 +/- 3) °C и угловую скорость ротора 6,3 — 6,6 рад/с.
6.5.2. Готовят каучук к смешению, пропуская его через вальцы один раз при температуре (60 +/- 5) °C и зазоре между валками, обеспечивающем получение листа толщиной приблизительно 0,5 мм. При необходимости разрезают полученный лист на полоски шириной примерно 25 мм.
6.5.3. Смешение в закрытом микросмесителе — в соответствии с таблицей 6.
Смешение в закрытом микросмесителе (метод D)
6.5.3.1. После приготовления смеси в соответствии с таблицей 6 выключают мотор, поднимают затвор, снимают смесительную камеру и выгружают смесь. При необходимости записывают максимальную температуру смеси.
6.5.3.2. Выгруженную из закрытого микросмесителя смесь немедленно дважды пропускают через вальцы при температуре (70 +/- 5) °C и зазоре между валками 0,5 мм, затем два раза при зазоре 3 мм для отвода тепла. Для улучшения распределения ингредиентов пропускают смесь через вальцы рулоном перпендикулярно поверхности валков шесть раз при зазоре между валками 0,8 мм.
6.5.3.3. Проверяют и записывают массу смеси. Если она отличается от теоретического значения более чем на 0,5%, бракуют смесь.
6.5.3.4. Отрезают от смеси образец, достаточный для определения вязкости смеси и ее способности к переработке в соответствии с ГОСТ Р 54552 или [1] и вулканизационных характеристик в соответствии с [2] или ГОСТ Р 54547.
6.5.3.5. Для определения упругопрочностных свойств вулканизатов при растяжении смесь листуют на вальцах до получения пластин толщиной приблизительно 2,2 мм и кондиционируют в соответствии с ГОСТ Р 54554.
7. Проведение испытаний
7.1 Определение вулканизационных характеристик резиновой смеси с использованием реометра
7.1.1. Определяют вулканизационные характеристики в соответствии с [2] или ГОСТ Р 54547. Результаты испытаний по обоим методам не сопоставимы.
7.1.2. Рекомендуемые условия испытаний по [2]: частота колебаний — 1,67 Гц, амплитуда колебаний — 1°, температура полуформ — 160 °C, подогрев — отсутствует, время испытания — 30 мин.
Рекомендуемые условия испытаний по [1]: частота колебаний — 1,67 Гц, амплитуда колебаний — 0,5°, температура полуформ — 160 °C, подогрев — отсутствует, время испытания — 30 мин. Допуски условий испытаний определяются методами испытаний.
7.1.3. Рекомендуемые стандартные параметры испытаний: M_{L} , M_{H} , t_{s}1 , t'50 и t'90.
7.2 Определение вулканизационных характеристик путем измерения упругопрочностных свойств
7.2.1. Вместо определения вулканизационных характеристик с помощью реометра можно определять упругопрочностные свойства при растяжении вулканизованных пластин.
7.2.2. Готовят пластины для испытания и вулканизуют их в соответствии с ГОСТ Р 54554.
7.2.3. Рекомендованное стандартное время вулканизации составляет 20, 30, 40 и 60 мин при температуре 135 °C. При использовании только одного времени вулканизации рекомендуется время вулканизации 40 мин.
7.2.4. Выдерживают образцы для испытаний и определяют напряжение при удлинении, условную прочность при растяжении и удлинение в соответствии с ГОСТ Р 54553.
Примечание. В производственных условиях может возникнуть необходимость проведения испытаний через 1 — 6 ч после вулканизации, при этом могут быть получены несколько отличающиеся результаты.
8. Прецизионность и систематическая погрешность
8.1. Настоящий раздел был подготовлен в соответствии с [3] и [4]. В этих стандартах приведены термины и другие детали статистического расчета.
Примечание. В настоящем стандарте использована терминология в области прецизионности, соответствующая ГОСТ Р ИСО 5725-1.
8.2. Сведения, представленные в настоящем разделе, дают оценку прецизионности методов испытаний изопреновых каучуков, использованных в конкретной программе межлабораторных испытаний, описанной ниже. Параметры прецизионности не следует использовать для проведения приемочных или браковочных испытаний любых других групп материалов без документов, подтверждающих их применимость к данным материалам, и без протоколов испытаний этих материалов с применением данного метода.
8.3. Оценивалась прецизионность типа 2 (межлабораторная), класса III. Принимали участие шесть лабораторий, были испытаны два типа каучука. За результат испытания принимали результат одного определения.
Испытание повторялось два раза с промежутком в неделю. Таким образом, p = 6, q = 2, n = 2. Образцы двух типов каучуков IR были распределены по лабораториям. Другие материалы, необходимые по рецепту, приведенному в настоящем стандарте, закупали лаборатории-участники. Были проведены следующие испытания на смешанных образцах:
- вязкость по Муни ML4 + 1 при 100 °C (таблица 7);
- упругопрочностные свойства — вулканизация в течение 35 мин при температуре 145 °C, определяли: модуль упругости при 100%-ном удлинении, модуль упругости при 300%-ном удлинении, прочность при разрыве, удлинение при разрыве (таблица 8);
- испытание на реометре с колеблющимся ротором — температура — 160 °C, амплитуда колебаний — 1°, частота колебаний — 1,7 Гц (таблица 9);
- испытание на безроторном реометре — температура — 160 °C, амплитуда колебаний — 0,5°, частота колебаний — 1,7 Гц (таблица 10).
в порядке возрастания средних значений). Определение вязкости по Муни ML4 + 1 при 100 °C, условные единицы вязкости по Муни
Прецизионность типа 2, класса III (материалы расположены в порядке возрастания средних значений). Определение упругопрочностных свойств при растяжении
Прецизионность типа 2, класса III (материалы расположены в порядке возрастания средних значений). Испытания на реометре с колеблющимся ротором
Прецизионность типа 2, класса III (материалы
расположены в порядке возрастания средних значений).
Испытания на безроторном реометре
8.4. Прецизионность данных методов испытаний может быть выражена с использованием соответствующего значения r, R, (r) или (R) при принятии решения о результатах испытания. Это соответствующее значение является значением r или R, отвечающим среднему уровню в таблицах 7 - 10, наиболее близкому к среднему уровню рассматриваемых результатов в любое заданное время для любого конкретного материала при обычном проведении испытаний.
8.5. Повторяемость (внутрилабораторная) r данных методов испытания была установлена в форме соответствующих значений, приведенных в таблицах 7 - 10. Два единичных результата испытаний, полученные при нормальном выполнении процедур метода испытания, расхождение между которыми превышает значение r, указанное в таблицах 7 - 10 (для любого данного уровня), должны рассматриваться как относящиеся к различным или неидентичным наборам проб.
8.6. Воспроизводимость (межлабораторная) R настоящих методов испытаний была установлена в качестве соответствующих значений, приведенных в таблицах 7 - 10. Два единичных результата испытаний, полученные при нормальном выполнении процедур метода испытания, расхождение между которыми превышает значение R, указанное в таблицах 7 - 10 (для любого данного уровня), должны рассматриваться как относящиеся к различным или неидентичным наборам проб.
8.7. Повторяемость и воспроизводимость (r) и (R), выраженные в процентах от среднего уровня, применяются также, как установлено для r и R. В случае использования (r) и (R) расхождение между двумя единичными результатами испытаний выражается в процентах от среднего арифметического значения двух результатов испытания.
8.8 Систематическая погрешность
В терминологии, относящейся к методам испытаний, систематическая погрешность представляет собой разность между средним значением результата испытания и эталонным (или истинным) значением определяемого параметра. Для приведенных в настоящем стандарте методов испытания не существует эталонных значений, так как величины рассматриваемых параметров определяются только приведенными методами. Поэтому систематическая погрешность не может быть определена.
СВЕДЕНИЯ
О СООТВЕТСТВИИ ССЫЛОЧНЫХ НАЦИОНАЛЬНЫХ СТАНДАРТОВ
МЕЖДУНАРОДНОМУ СТАНДАРТУ И СТАНДАРТАМ АСТМ, ИСПОЛЬЗОВАННЫМ
В КАЧЕСТВЕ ССЫЛОЧНЫХ В ПРИМЕНЕННОМ СТАНДАРТЕ
| Обозначение ссылочного национального стандарта | Степень соответствия | Обозначение и наименование ссылочного международного стандарта или стандарта АСТМ |
| ГОСТ Р ИСО 5725-1-2002 | IDT | ИСО 5725-1:1994 «Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 1. Основные положения и определения» |
| ГОСТ Р 54547-2011 | IDT | АСТМ Д 5289-2007а «Стандартный метод испытания каучука. Вулканизация с использованием реометров без ротора» |
| ГОСТ Р 54549-2011 | MOD | АСТМ Д 3896-2007 «Стандартная методика для синтетических каучуков. Отбор проб» |
| ГОСТ Р 54552-2011 | MOD | АСТМ Д 1646-2007 «Стандартные методы испытаний резины. Оценка вязкости, релаксации внутренних напряжений и характеристик предварительной вулканизации (вискозиметром Муни)» |
| ГОСТ Р 54553-2011 | MOD | АСТМ Д 412-2006а «Стандартные методы испытания резин и термопластичных эластомеров. Растяжение» |
| ГОСТ Р 54554-2011 | MOD | АСТМ Д 3182-2007 «Стандартные методы испытаний резин. Материалы, оборудование и методики смешения стандартных смесей и приготовления стандартных вулканизованных пластин» |
| Примечание. В настоящей таблице использованы следующие условные обозначения степени соответствия стандартов: - IDT — идентичные стандарты; - MOD — модифицированные стандарты. | ||