ГОСТ ISO 4097-2017 Каучук этилен-пропилен-диеновый (EPDM). Методы оценки

ГОСТ ISO 4097-2017

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

КАУЧУК ЭТИЛЕН-ПРОПИЛЕН-ДИЕНОВЫЙ (EPDM)

Методы оценки

Ethylene-propylene-diene rubber (EPDM). Evaluation methods

МКС 83.060

Дата введения 2020-01-01

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации материалов и технологий" (ФГУП "ВНИИ СМТ"), Техническим комитетом по стандартизации ТК 160 "Продукция нефтехимического комплекса" на основе русскоязычной версии международного стандарта, указанного в пункте 5

2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 30 ноября 2017 г. N 52)

За принятие проголосовали:

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 3 апреля 2018 г. N 170-ст межгосударственный стандарт ГОСТ ISO 4097-2017 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2020 г.

5 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ISO 4097:2014* "Каучук этилен-пропилен-диеновый. Методы оценки" ["Rubber, ethylene-propylene-diene (EPDM) - Evaluation procedure", IDT].

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - .

Международный стандарт разработан подкомитетом SC 3 "Сырье (включая латекс) для резиновой промышленности" Технического комитета ISO/TC 45 "Каучук и резиновые изделия" Международной организации по стандартизации (ISO).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

6 ВЗАМЕН ГОСТ ISO 4097-2013

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном 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 (www.gost.ru)

Предупреждение - Пользователи настоящего стандарта должны обладать навыками практической работы в лаборатории. Настоящий стандарт не предусматривает рассмотрение всех проблем безопасности, связанных с его применением. Пользователь настоящего стандарта несет ответственность за соблюдение техники безопасности, охрану здоровья, а также за соблюдение требований национального законодательства.

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает:

- методы определения физических и химических свойств каучуков;

- стандартные контрольные ингредиенты, стандартную рецептуру для испытаний, оборудование и методы обработки для оценки вулканизационных характеристик этилен-пропилен-диеновых каучуков, в том числе наполненных маслом.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие международные стандарты*:

________________

* Таблицу соответствия национальных стандартов международным см. по ссылке. - .

ISO 37 Rubber, vulcanized or thermoplastic - Determination of tensile stress-strain properties (Резина вулканизованная или термопластик. Определение упругопрочностных свойств при растяжении)

ISO 247 Rubber- Determination of ash (Резина. Определение золы)

ISO 248-1 Rubber, raw - Determination of volatile-matter content - Part 1: Hot-mill method and oven method (Каучук. Определение содержания летучих веществ. Часть 1. Метод горячего вальцевания и метод с использованием термостата)

ISO 248-2 Rubber, raw - Determination of volatile-matter content - Part 2: Thermogravimetric methods using an automatic analyser with an infrared drying unit (Каучук. Определение содержания летучих веществ. Часть 2. Термогравиметрические методы с использованием автоматического анализатора с инфракрасной установкой для сушки)

ISO 289-1 Rubber, unvulcanized - Determinations using a shearing-disc viscometer - Part 1: Determination of Mooney viscosity (Резина невулканизованная. Определения с использованием сдвигового вискозиметра. Часть 1. Определение вязкости по Муни)

ISO 1795 Rubber, raw natural and raw synthetic - Sampling and further preparative procedures (Каучук натуральный и синтетический. Отбор проб и дальнейшие подготовительные процедуры)

ISO 2393 Rubber test mixes - Preparation, mixing and vulcanization - Equipment and procedures (Резиновые смеси для испытаний. Приготовление, смешение и вулканизация. Оборудование и процедуры)

ISO 3417 Rubber - Measurement of vulcanization characteristics with the oscillating disc curemeter (Резина. Определение вулканизационных характеристик на реометре с колеблющимся диском)

ISO 6502 Rubber - Guide to the use of curemeters (Резина. Руководство по эксплуатации реометров)

ISO 23529 Rubber - General procedures for preparing and conditioning test pieces for physical test methods (Резина. Общие процедуры подготовки и кондиционирования образцов для физических методов испытаний)

3 Отбор и подготовка проб для проведения испытаний

3.1 Отбирают лабораторную пробу массой приблизительно 1,5 кг по ISO 1795.

3.2 Готовят образцы для испытаний по ISO 1795.

4 Определение физических и химических свойств каучуков

4.1 Вязкость по Муни

Вязкость по Муни определяют по ISO 289-1 на образце, подготовленном по 3.2 (без вальцевания).

При необходимости вальцевания температура поверхности валков должна быть (50±5)°С [для каучуков с низким значением вязкости по Муни возможно вальцевание при температуре (35±5)°С]. Информацию о вальцевании пробы указывают в протоколе испытаний.

Результат регистрируют как ML (1+4) при температуре 125°С, если между заинтересованными сторонами не была согласована другая температура испытаний (100°С или 150°С) и/или время проведения испытаний - (1+8) мин.

4.2 Определение летучих веществ

Содержание летучих веществ определяют по ISO 248-1 или ISO 248-2.

4.3 Определение золы

Содержание золы определяют по ISO 247 (метод А или В).

5 Приготовление резиновых смесей для оценки каучука

5.1 Стандартные рецептуры

В таблице 1 приведены 6 стандартных рецептур приготовления резиновых смесей:

a) рецептура 1 - для не наполненных маслом EPDM каучуков с номинальным содержанием этилена не более 67% масс;

b) рецептура 2 - для не наполненных маслом EPDM каучуков с номинальным содержанием этилена не менее 67% масс;

c) рецептура 3 - для не наполненных маслом EPDM каучуков с низким значением вязкости по Муни;

d) рецептура 4 - для маслонаполненных EPDM каучуков с содержанием масла не более 50 массовых частей на 100 массовых частей каучука;

e) рецептура 5 - для маслонаполненных EPDM каучуков с содержанием масла от 50 до 80 массовых частей на 100 массовых частей каучука;

f) рецептура 6 - для маслонаполненных EPDM каучуков с содержанием масла не менее 80 массовых частей на 100 массовых частей каучука.

Для приготовления смесей используют национальные или международные стандартные контрольные ингредиенты (при отсутствии стандартных контрольных ингредиентов используют ингредиенты, согласованные между заинтересованными сторонами).

Таблица 1 - Стандартные рецептуры резиновых смесей для оценки EPDM каучуков

5.2 Оборудование и процедура

Оборудование и процедуры подготовки, смешения ингредиентов и вулканизации смеси должны соответствовать ISO 2393.

5.3 Методы смешения

5.3.1 Общие положения

Используют четыре альтернативных метода смешения:

- метод A1: одностадийное смешение в лабораторном закрытом резиносмесителе (LIM), являющееся предпочтительным методом;

- метод A2: двухстадийное смешение в LIM;

- метод A3: двухстадийное смешение в LIM на начальной стадии и на вальцах - на завершающей стадии смешения;

- метод В: смешение на вальцах.

Смешение этилен-пропилен-диеновых каучуков по стандартным рецептурам на вальцах выполнить труднее, чем смешение других каучуков; использование LIM позволяет получить лучшие результаты. В связи с трудностями смешения EPDM на вальцах метод В рекомендуется использовать только при отсутствии LIM.

5.3.2 Смешение в LIM для методов A1, A2 и A3

5.3.2.1 Общие положения

Для обеспечения хорошего диспергирования всех ингредиентов технику смешения по каждому методу можно изменять. Для каждой смеси параметры LIM должны быть одинаковыми при подготовке серии идентичных смесей. В начале каждой серии смесей для испытаний должна быть приготовлена смесь для кондиционирования смесителя по той же рецептуре, что и для смесей для испытаний. После окончания смешения одной смеси для испытания и перед началом смешения следующей смеси охлаждают LIM до температуры 60°С. Условия регулирования температуры не должны изменяться при смешении серии смесей для испытаний.

5.3.2.2 Метод А1. Одностадийное смешение в LIM

Температура выгружаемой смеси после завершения смешения не должна превышать 120°С. При необходимости для выполнения этого условия регулируют массу загрузки, начальную температуру головки смесителя или скорость роторов.

Ингредиенты резиновой смеси, кроме каучука, технического углерода и масла, можно вводить в смесь более точно и с меньшими затратами усилий, если их предварительно смешать в соотношении, указанном в рецептуре. Такие смеси можно приготовить с использованием ступки и пестика, смешением в течение 10 мин в биконическом смесителе с вращающимся стержнем-интенсификатором или смешением в смесителе в течение пяти интервалов по 3 с каждый, очищая с внутренней поверхности смесителя прилипший материал после каждого смешения в течение 3 с. Для данного способа подходящим является смеситель Уоринга ("Waring"-type blender).

_______________

Информация приведена для удобства пользователей настоящего стандарта и не является одобрением ISO этой продукции.

Предупреждение - При смешении более 3 с стеариновая кислота может расплавиться и препятствовать равномерному распределению ингредиентов.

Примечание - Ниже приведен пример процедуры смешения в LIM.

5.3.2.3 Метод А2. Двухстадийное смешение в LIM

5.3.2.3.1 Начальная стадия смешения

5.3.2.3.2 Завершающая стадия смешения

5.3.2.4 Метод A3. Смешение в LIM на начальной стадии смешения и на вальцах - на завершающей стадии

5.3.2.4.1 Стадия 1 - начальная стадия смешения

5.3.2.4.2 Стадия 2 - завершающая стадия смешения на вальцах

При смешении в зазоре между валками следует поддерживать достаточный запас смеси. Если при установленном согласно указанным ниже параметрам зазоре это не достигается, может потребоваться регулировка зазора между валками.

Масса загрузки ингредиентов в граммах для стандартных лабораторных вальцов должна в два раза превышать массу, указанную в рецептуре.

5.3.3 Метод В. Смешение на вальцах

Масса загрузки ингредиентов в граммах для стандартных вальцов должна в два раза превышать массу, указанную в рецептуре. Температура поверхности валков при смешении должна быть (50±5)°С.

Смешивают оксид цинка, стеариновую кислоту, масло и технический углерод в подходящем контейнере до введения в смесь.

Примечание 1 - Для рецептур 1, 2 и 4 часть масла можно оставить для добавления на этапе по перечислению с) настоящего пункта.

При смешении в зазоре между валками следует поддерживать хорошо обрабатываемый запас смеси. Если при установленном согласно указанным ниже параметрам зазоре это не достигается, может потребоваться регулировка зазора между валками.

6 Определение вулканизационных характеристик

6.1 Использование реометра с колеблющимся диском

Определяют стандартные характеристики , за определенное время , и в соответствии с ISO 3417 при следующих условиях испытаний:

6.2 Использование безроторного реометра

Определяют стандартные характеристики , за определенное время , и в соответствии с ISO 6502 при следующих условиях испытаний:

7 Определение упругопрочностных свойств вулканизатов при растяжении

Вулканизуют пластины при температуре 160°С в течение трех периодов, выбранных из 10, 20, 30, 40 и 50 мин. Среднее время вулканизации выбирают из указанных выше значений таким образом, чтобы оно было близким к . Три выбранных периода вулканизации должны включать подвулканизацию, оптимум и предельную степень вулканизации испытуемого материала.

Вулканизованные пластины выдерживают в течение 16-96 ч при стандартной температуре и по возможности при стандартной влажности в соответствии с ISO 23529.

Определяют упругопрочностные свойства вулканизатов по ISO 37.

8 Прецизионность

Прецизионность приведена в приложении А.

9 Протокол испытаний

Протокол испытаний должен содержать:

a) обозначение настоящего стандарта;

b) полную информацию, необходимую для идентификации пробы;

c) время и температуру определения вязкости по Муни, а также информацию о вальцевании (при использовании);

d) метод определения золы (метод А или В по ISO 247);

e) использованную стандартную рецептуру;

f) информацию о стандартных контрольных ингредиентах;

g) процедуру смешения по 5.3;

h) время кондиционирования - по 5.3.2.2, перечисление j); 5.3.2.3.1, перечисление g) и 5.3.2.3.2, перечисление i); 5.3.2.4.1, перечисление g) и 5.3.2.4.2, перечисление g) или 5.3.3, перечисление j);

i) информацию в соответствии с разделом 6:

- тип используемого реометра;

- обозначение стандарта, на который дана ссылка (ISO 3417 или ISO 6502);

- время измерения или ;

- амплитуду колебаний при испытаниях с использованием реометра;

j) периоды вулканизации по разделу 7;

k) любые отклонения при испытаниях;

I) процедуры, не предусмотренные настоящим стандартом или стандартами, на которые даны ссылки, а также необязательные процедуры;

m) результаты испытаний с указанием единиц измерения;

n) дату проведения испытаний.

Приложение А
(справочное)

Прецизионность

A.1 Общие положения

В августе 2011 г. была проведена программа межлабораторных испытаний (ITP) по оценке прецизионности для одностадийного смешения (метод A1 - смешение в LIM) и двухстадийного смешения (метод A3 - смешение в LIM/на лабораторных вальцах). Расчеты проводили в соответствии с международным документом [4]. В данной ITP участвовали пять лабораторий.

В ITP были использованы два типа образцов EPDM, как показано в таблице A.1. Использовали рецептуру 1 для EPDM-2 и рецептуру 5 - для EPDM-1 (по таблице 1 настоящего стандарта). Использовали технический углерод IRB N 8. Готовили каждую смесь дважды и испытывали в каждый из двух дней с интервалом, равным примерно одной неделе.

Таблица A.1 - Типы образцов EPDM

Результаты оценки прецизионности, полученные в данной ITP, не следует использовать при проведении приемочных испытаний какой-либо группы материалов или изделий без документального подтверждения того, что данные показатели применимы к этим конкретным материалам или изделиям, и конкретного протокола испытаний по данному методу.

Примечание - Результаты оценки прецизионности двухстадийного смешения (метод A2) и смешения на вальцах (метод В) см. в стандарте [5].

A.2 Результаты оценки прецизионности

A.2.1 Общие положения

Результаты оценки прецизионности для определения вулканизационных характеристик и определения упругопрочностных свойств при растяжении при смешении двух образцов EPDM по методам A1 и A3 приведены в таблицах A.2-A.5.

Два результата отдельных испытаний, полученные в одной лаборатории (при правильном применении настоящего стандарта), которые отличаются более чем на приведенные в указанных таблицах значения для в единицах измерения или () в процентах, следует считать полученными из разных совокупностей и требующими проведения соответствующей проверки.

Результаты оценки прецизионности можно обобщить следующим образом.

A.2.2 Повторяемость

A.2.2.1 Определение вулканизационных характеристик

Значения повторяемости () определения вулканизационных характеристик для двух смесей при смешении по методам A1 и A3 (см. таблицы A.2 и A.3) практически одинаковые. По результатам всех определений свойств двух смесей были получены общие средние значения () для методов A1 и A3, равные 10,9% и 6,3% соответственно.

A.2.2.2 Упругопрочностные свойства при растяжении

Значения повторяемости () определения упругопрочностных свойств при растяжении для двух смесей при смешении по методам А1 и A3 (см. таблицы A.4 и A.5) практически одинаковые. По результатам всех определений свойств двух смесей были получены общие средние значения () для методов А1 и A3, равные 10,6% и 8,8% соответственно.

A.2.3 Воспроизводимость

A.2.3.1 Определение вулканизационных характеристик

Значения воспроизводимости () определения вулканизационных характеристик для двух смесей при смешении по методам A1 и A3 (см. таблицы A.2 и A.3) имеют большее отличие, чем значения внутрилабораторной прецизионности, но уровень является приемлемым. По результатам всех определений свойств двух смесей были получены общие средние значения () для методов A1 и A3, равные 33,1% и 23,9% соответственно.

A.2.3.2 Упругопрочностные свойства при растяжении

Значения воспроизводимости () определения упругопрочностных свойств при растяжении для двух смесей при смешении по методам A1 и A3 (см. таблицы A.2 и A.3) имеют большее отличие, чем значения внутрилабораторной прецизионности, но уровень является приемлемым. По результатам всех определений свойств двух смесей были получены общие средние значения () для методов A1 и A3, равные 30,2% и 20,5% соответственно.

Таблица A.2 - Прецизионность определения вулканизационных характеристик при смешении по методу А1

Таблица A.3 - Прецизионность определения вулканизационных характеристик при смешении по методу A3

Таблица A.4 - Прецизионность определения упругопрочностных свойств при растяжении при смешении по методу A1

Таблица A.5 - Прецизионность определения упругопрочностных свойств при растяжении при смешении по методу A3

A.2.4 Смещение

В терминах метода испытаний смещение - это расхождение между средним значением результатов испытаний и опорным (истинным) значением определяемого свойства. Для данного метода испытаний опорные значения отсутствуют, поэтому смещение не может быть определено.

Приложение B
(справочное)

Стандартные рецептуры для испытаний по ISO 4097:2007

B.1 Общие положения

Тетраметилтиурамдисульфид (TMTD) является веществом, при использовании которого образуются нитрозамины. Поэтому ISO 4097:2007 был пересмотрен с целью исключения данного вещества из стандартных рецептур для испытаний.

Стандартные рецептуры, приведенные в ISO 4097:2007, сохранены до следующего систематического пересмотра, который будет проведен не позже чем через пять лет, чтобы дать время пользователям ISO 4097 адаптироваться к новым стандартным рецептурам для испытаний.

B.2 Стандартные рецептуры для испытаний по ISO 4097:2007

Стандартные рецептуры для испытаний приведены в таблице B.1. Они описаны в 5.1 настоящего стандарта, перечисления a)-f).

Для приготовления смесей используют национальные или международные стандартные контрольные ингредиенты. Если стандартные контрольные ингредиенты отсутствуют, используют ингредиенты, согласованные между заинтересованными сторонами.

Таблица B.1 - Стандартные рецептуры резиновых смесей для оценки каучуков EPDM по ISO 4097:2007

B.3 Прецизионность

B.3.1 Общие положения

Показатели прецизионности при использовании закрытого резиносмесителя основаны на данных стандарта [5]. Повторяемость и воспроизводимость определены в соответствии с международным документом [3].

B.3.2 Смешение в закрытом резиносмесителе

Была определена прецизионность типа 2 (межлабораторная). В программе межлабораторных испытаний использовали три марки каучука EPDM. Испытания проводили в восьми лабораториях в два разных дня при смешении в закрытом резиносмесителе (метод А) с использованием международного стандартного образца технического углерода N 6 (IRB N 6). Испытания проводили только на реометре с колеблющимся диском.

B.3.3 Смешение на вальцах

Была определена прецизионность типа 2 (межлабораторная) для определения вулканизационных характеристик с использованием реометра с колеблющимся диском. В программе межлабораторных испытаний была использована одна марка каучука EPDM. Испытания проводили в восьми лабораториях в три разных дня при смешении на вальцах (метод В).

B.3.4 Показатели прецизионности

Показатели прецизионности приведены в таблицах B.2 и B.3.

Таблица B.2 - Показатели прецизионности типа 2 для разных показателей при смешении в закрытом резиносмесителе

Таблица B.3 - Показатели прецизионности типа 2 для разных показателей при смешении на вальцах

В таблицах B.2 и B.3 использованы следующие обозначения:

- повторяемость, единицы измерения. Значение, ниже которого с установленной вероятностью находится абсолютная разность двух результатов испытаний, проведенных в одной лаборатории;

- повторяемость, % отн.

Повторяемость - два результата испытаний, полученные с использованием одного и того же метода на номинально идентичных испытуемых материалах в одних и тех же условиях (один и тот же оператор, одно и то же оборудование, одна и та же лаборатория) в течение установленного периода времени. Если нет других указаний, доверительная вероятность составляет 95%;

- воспроизводимость, единицы измерения. Значение, ниже которого с установленной вероятностью находится абсолютная разность двух результатов испытаний, проведенных в разных лабораториях;

- воспроизводимость, % отн.

Воспроизводимость - два результата испытаний, полученные при применении одного и того же метода на номинально идентичных испытуемых материалах в разных условиях (разные операторы, оборудование и лаборатории) в течение установленного периода времени. Если нет других указаний, доверительная вероятность составляет 95%.

Приложение ДА
(справочное)

Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов межгосударственным стандартам

Таблица ДА.1

Библиография

_______________

Отменен.

Официальный перевод этого международного стандарта находится в Федеральном информационном фонде стандартов.

Отменен. Действует ASTM D 3568-03(2013) "Standard test methods for rubber - Evaluation of EPDM (Ethylene propylene diene terpolymers) including mixtures with oil".

Электронный текст документа

и сверен по:

, 2018