#1.Algemeen
De eigenschappen van rubber veranderen in de loop der tijd, het zogenaamde "verouderen"
In dit proces spelen echter meerdere punten een rol zoals:
#1.Verandering in de polymeerketting
#2.Aanpassing van de polymeerketting
#3.Blootstelling aan ozon
#4.Blootstelling aan warmte
#5.Oppervlaktewijzigingen veroorzaakt door zon, regen, enz.
#3 en #5 worden beschouwd als besmetting van het oppervlak,
terwijl #1, #2, en #4 het totale rubbervolume aantasten.
Veroudering kan gemeten worden als een wijziging van de rubbereigenschappens in funktie van de tijd.
en is zéér afhankelijk van het type rubber.
Temperatuur en concentratie van de omgeving (vloeistof, damp, of gas) zijn eveneens belangrijke faktoren
in het verouderingsmechnisme.
Wijzigingen veroorzaakt door veroudering zijn belangrijke faktoren die de levensduur en de funktie van het
onderdeel bepalen.
Daarom is het van belang bij ontwerp of plaatsing met de werkingsomstandigheden rekening
te houden.
#2.Verouderingstest
Veroudering van rubber wordt versneld door verhoogde temperatuur.
Daarom is de verouderingstest doorgaans uitgevoerd in ovens, overeenkomstig ISO188.
De fysisch eigenschappen worden gemeten VOOR en NA het verouderen.
Een beperkte wijziging in de hardheid, treksterkte en verlenging bij breuk
zijn aanwijzing voor een goede weerstand tegen veroudering.
#3.Hardheid
Rubber materiaal wordt veelal gekenmerkt door zijn hardheid.
Hardheid is de relatieve weerstand tegen vervorming van de oppervlakte.
Een aantal methodes bestaan, maar de méést gangbare is de IRHD (ISO 48) en °Shore A (ISO 7619).
Binnen het normale hardheidsgamma, komen de resultaten van beide methodes overeen.
Hardheidsmetingen op afgewerkte onderdelen kunnen voor dezelfde rubber andere resultaten
geven dan op een standaard testblad.
Voorbeeld:Een zachte O-riing van 60-70 IRHD zal zich gemakkelijker aanpassen aan onevenheden
van het dichtingsvlak dan een O-ring met een hardheid van 80-90 IRHD.
Tegelijkertijd zal een zachte dichting minder spanning geven bij dezelfde vervorming.
#4.Treksterkte
Definitie:Treksterkte is de hoogste trekkracht per oppervlakte-eenheid
welke rubber kan weerstaan voor breuk.
Het proefstuk heeft de vorm van een halter met een dikte van 1.8-2.2 mm.
De eenheid is N/mm2.
De testen worden uitgevoerd volgens ISO 37.
#5.Verlenging bij breuk
Definitie:Verlenging bij breuk is de verlenging in % op het ogenblik dat het
proefstuk breekt.
#6.Samendrukbaarheid
De samendrukbaarheid van rubber materiaal is de blijvende vervorming na het samendrukken.
De samendrukbaarheidstest wordt uitgevoerd per ISO 815 op een standaard proefstuk bij temperaturen van
-100 tot +250 ºC.
Gewoonlijk wordt de samendrukbaarheid getest bij hoge temperaturen.
Algemeen kan gezegd worden dat hoe beter het elastisch geheugen van de grondstof, hoe lager de
samendrukbaarheidswaardes zijn.
De samendrukbaarheidswaarde wordt uitgedrukt in %.
De samendrukbaarheid hangt af van het type materiaal, testtemperatuur, testtijd en proefstuk.
De testen worden uitgevoerd in een verwarmingskamer met circulerende hete lucht bij een vervorming van 25%.
| Berekening van de Samendrukbaarheid
De samendrukbaarheid S is uitgedrukt in %, en wordt berekend met volgende formule:
S= ( d0 - d1 ) / ( d0 -
ds )
d0 = de oorspronkelijke dikte van het proefstuk in mm
d1 = resulterende dikte van het vervormde proefstuk na de test in mm
ds = de dikte bij vervorming tijdens de test in mm
|
#7.Koude flexibiliteit
De flexibiliteit bij lage temperaturen wordt uitgevoerd volgens ISO 2921.
Het proefstuk wordt gespannen tot een bepaalde verlenging.
Dan wordt het gespannen proefstuk ondergedompeld in een koud bad tot -70°C.
Na 10 minuten wordt het gevroren proefstuk losgemaakt op één uiteinde om naar zijn oorspronkelijke
staat terug te keren.
Tegelijkertijd wordt de badtemperatuur verhoogd met 1°C per minuut.
Wanneer de temperatuur van het proefstuk verhoogd wordt, wordt dit minder hard,
en zal op een bepaalde temperatuur beginnen te krimpen.
De temperaturen overeenkomstig met 10, 30, 50, en 70% samentrekken worden genoteerd.
Deze temperaturen worden genoemd TR 10, TR 30 enzovoort.
Toepassing:
Statische toepassing op O-ringen:
Een O-ring funktioneert nog op een temperatuur 5 a 10 °C onder TR10.
Dynamische toepassing op O-ringen:
Een O-ring funktioneert nog op een temperatuur 10 °C boven TR10.
#8.Oxidatie
Soms is er een oxidatie wanneer metaaloppervlakken in aanraking komen met rubber.
Deze oxidatie wordt veroorzaakt door:
- #8.1.Vrije zwavel in standaard rubber materialen.
- #8.2.Electrochemische mechanismes.
- #8.3.De vorming van zoutzuur wanneer de rubber chloorionen bevat.
#8.1.Oxidatie veroorzaakt door vrije zwavel.
Het is gebruikelijk dat zwavel gebruikt wordt voor het vulkaniseren van rubber.
Het grootste gedeelte van de zwavel vormt verbindingen tussen de rubbermolecules
bij verwarming (vulkaniseren).
De zwavel is bijna volledig gevonden door de polymeerketting, maar er zal een kleine
rest van vrije zwavel aanwezig blijven, die oxidatie kan veroorzaken.
#8.2.Electrochemische oxidatie.
De vorming van kleine galvanische cellen is de hoofdoorzaak van oxidatie van metalen.
Een galvanische cel wordt gevormd door twee verschillende metalen.
Voor de werking van een galvanische cel moet een elektrolyt aanwezig zijn.
Elektrochemische oxidatie dicht bij een dichtingsring hoeft niet noodzakelijk te beduiden
dat de rubber de oorzaak is van de oxidatie, maar eerder dat de dichting vervuilingen heeft
opgevangen die oorzaak zijn van de vorming van galvanische cellen.
De tendens van de oxidatie hangt af van het type metaal, de oppervlaktegesteldheid,
temperatuur en vochtigheid.
#8.3.Oxidatie veroorzaakt door zoutzuur.
In sommige omstandigheden kan zoutzuur gevormd worden door vrije chemische verbindingen
in het rubbermateriaal.
Rubber materialen zoals Chloropreen, Hypalon en Epichlorohydrine kunnen deze oxidatie veroorzaken.
#9.De invloed van rubber op staal in vochtige omgeving.
Een rubber proefstuks wordt tussen twee geslepen platen geplaatst onder volgende omstandigheden:
*oppervlaktegesteldheid platen Rz 1,6mm
*gewicht op de platen 1kg (10N)
*geplaatst in een kamer met relatieve vochtigheid van 90%
*omgevingstemperatuur 23 +-1 °C.
*tijdsduur 120 +- 4 uur.
Na de test worden de platen gereinigd en onderzocht.
Verkleuring wordt als volgt beoordeeld:
| Graad |
Verkleuring |
Uitzicht van het kontaktoppervlak |
| 0 |
Geen |
Geen enkel effekt |
| 1 |
Weinig |
Gescheiden bruine vlekken to een redelijk bruin oppervlak |
| 2 |
Sterk |
Gescheiden zwarte vlekken op bruine oppervlakte,
redelijk zwart-bruin-zwart verkleurd.
|
