ISO 6502

TÓM TẮT TIÊU CHUẨN ISO 6502

CAO SU – HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG THIẾT BỊ ĐO LƯU HÓA

Click Vào xem : Máy đo lưu hóa Không roto (Rotorless curemeter)

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn hướng dẫn xác định các đặc tính lưu hóa của hỗn hợp cao su bằng thiết bị đo lưu hóa (curemeter).
Áp dụng cho cả cao su tự nhiên và tổng hợp, dùng để nghiên cứu, kiểm soát chất lượng, và so sánh vật liệu.

2. Tài liệu viện dẫn

Tiêu chuẩn viện dẫn chính:

• ISO 1382 – Rubber: Vocabulary (Từ vựng cao su)

• ISO 3417 – Rubber: Measurement of vulcanization characteristics with the oscillating disc curemeter.

3. Thuật ngữ và định nghĩa chủ yếu

• Thiết bị đo lưu hóa đĩa dao động (ODC/ODR): Đĩa hình nón đôi dao động trong khoang khuôn được gia nhiệt có chứa mẫu thử.

• Thiết bị đo lưu hóa không roto (RCM/MDR): Hai khuôn tạo khoang nhiệt độ kiểm soát, một khuôn dao động hoặc dịch chuyển để tác dụng ứng suất lên mẫu thử.

• Lưu hóa môđun tiến triển (Marching-modulus cure): Mô-đun tăng liên tục, không đạt cực đại.

• Đặc tính lưu hóa: Các thông số thu được từ đường cong mô-men – thời gian, gồm mô-men cực tiểu, thời gian cháy sém, thời gian lưu hóa và mô-men cực đại.

• Độ cứng vững: Mức kháng biến dạng của cao su (được biểu diễn qua lực hoặc mô-men xoắn).

4. Nguyên tắc cơ bản

Khi lưu hóa, độ cứng vững của cao su tăng dần.
Thiết bị đo lưu hóa đo mối quan hệ giữa mô-men xoắn (hoặc lực) và thời gian ở nhiệt độ không đổi, tạo đường cong lưu hóa.
Các thông số xác định gồm:

• ML: mô-men cực tiểu (cao su chưa lưu hóa).

• tsx: thời gian tiền lưu hóa (an toàn gia công).

• t’c(y): thời gian đạt mức lưu hóa y% (thường dùng t’c90 cho mức tối ưu).

• MH: mô-men cực đại (cao su lưu hóa hoàn toàn).

• CRI: chỉ số tốc độ lưu hóa = 100 / (t’c90 – ts2).

5. Các loại thiết bị đo lưu hóa

Ba nhóm chính:

1. Đĩa dao động (Oscillating disc) – dùng phổ biến nhiều năm.

2. Cánh lắc (Reciprocating paddle) – hiện ít dùng.

3. Không roto (Rotorless curemeter) – hiện đại hơn, chia thành:

   • Kiểu pittông tuyến tính,

   • Dao động khoang mở,

   • Dao động khoang kín (khuôn nón đôi hoặc dạng chóp mũ).

Loại không roto có ưu điểm: thời gian ổn định nhiệt nhanh, phân bố nhiệt đều hơn và độ lặp lại cao.

6. Thiết bị và dụng cụ

Cấu tạo cơ bản: hai khuôn gia nhiệt tạo khoang chứa mẫu, hệ truyền động dao động, cảm biến đo mô-men, và bộ ghi dữ liệu.

Yêu cầu chính:

• Vật liệu khuôn cứng ≥ 50 HRC; sai lệch kích thước ±0,2 %.

• Nhiệt độ chính xác ±0,3 °C, đồng đều ±1 °C.

• Tần số dao động 0,05–2 Hz (chuẩn: 1,7 Hz ± 0,1 Hz).

• Biên độ dao động ±1° (ODR) hoặc ±0,1–2° (MDR).

• Sai số mô-men xoắn ≤ ±1 %.

• Hiệu chuẩn định kỳ bằng hỗn hợp cao su chuẩn.

Khoang khuôn phải có rãnh chống trượt, cảm biến nhiệt, và đảm bảo kín khí. Lực đóng khuôn khuyến nghị: 11 ± 0,5 kN (ODR) hoặc 7–8 kN (MDR).

7. Mẫu thử

• Mẫu phải đồng nhất, không bọt khí, thể tích hơi lớn hơn khoang khuôn.

• Được đột từ tấm cao su có thể tích ổn định.

• Điều hòa mẫu ở 23 °C ± 5 °C trong ít nhất 3 giờ trước khi thử.

8. Nhiệt độ lưu hóa

Chọn phù hợp với vật liệu cao su, thường 100 °C đến 200 °C.

9. Ổn định mẫu

Mẫu phải được ổn định nhiệt trước khi thử, tránh biến đổi độ ẩm hoặc nhiệt đột ngột.

10. Cách tiến hành

• Gia nhiệt khuôn đến nhiệt độ yêu cầu, ổn định trước khi thử.

• Đưa mẫu vào và đóng khuôn trong ≤ 20 giây, bắt đầu dao động ngay.

• Ghi mô-men theo thời gian cho đến khi đạt trạng thái lưu hóa hoàn toàn.

• Sau mỗi phép thử, vệ sinh khuôn; có thể dùng màng bảo vệ polyester ≤ 0,03 mm.

• Kiểm soát nhiệt độ trong suốt quá trình (±0,3 °C).

11. Biểu thị kết quả

Từ đường cong lưu hóa xác định:

• tsx: thời gian tiền lưu hóa (tăng 2–5% so với ML).

• t’c(10), t’c(50), t’c(90): thời gian đạt 10%, 50%, 90% lưu hóa.

• CRI = 100 / (t’c90 – tsx).
  Đơn vị: thời gian (phút), mô-men (N·m).
  Kết quả thể hiện trung bình của ≥ 2 phép thử ổn định.

12. Báo cáo thử nghiệm

Phải ghi rõ:

• Viện dẫn TCVN 12010 (ISO 6502).

• Mô tả mẫu, xuất xứ, cách chuẩn bị.

• Loại máy, biên độ, tần số, dải mô-men, nhiệt độ, thời gian gia nhiệt.

• Đường cong lưu hóa và các giá trị tính được (ML, MH, ts2, t’c90, CRI…).

• Ngày thử nghiệm.

Phụ lục A (tham khảo): Ảnh hưởng của thông số nhiệt

Giải thích sự sai lệch so với điều kiện đẳng nhiệt, ảnh hưởng của truyền nhiệt, độ dày mẫu và áp suất lên tốc độ lưu hóa.
Đưa ra công thức ước tính thời gian gia nhiệt theo độ dày và khuyến nghị thiết kế chu trình nhiệt tối ưu.

Phụ lục B (tham khảo):

Yêu cầu cụ thể cho thiết bị đo lưu hóa kiểu đĩa dao động (ODR) – tham khảo chi tiết theo ISO 3417.

Phụ lục C (tham khảo):

Yêu cầu cho thiết bị đo lưu hóa không roto (MDR):

• Thể tích khoang ≤ 5 cm³ (khuyến nghị 1,5–2,5 cm³).

• Đạt nhiệt độ lưu hóa trong ≤ 1,5 phút, độ lệch nhiệt ≤ ±1 °C.

• Nhiệt độ đo trung bình lệch không quá 2 °C so với giá trị cài đặt.

Ý nghĩa và ứng dụng

Tiêu chuẩn này là hướng dẫn tổng quát nhất về việc sử dụng các loại thiết bị đo lưu hóa trong công nghiệp cao su.
Nó đảm bảo:

• Tính tái lập và so sánh giữa các phòng thí nghiệm,

• Độ tin cậy dữ liệu trong kiểm tra, nghiên cứu và kiểm soát quy trình,

• Là cơ sở kỹ thuật cho các tiêu chuẩn chuyên biệt như ISO 3417, ISO 6502-1, -2, -3.