Essai du caoutchouc selon les normes relatives aux matériaux

Exigences

La caractérisation des matériaux est essentielle pour avoir confiance en leurs performances dans les produits manufacturés et les composants dans lesquels ils sont ensuite utilisés. Des installations spécialisées internes et externes effectuent des essais sur des échantillons de matériaux afin de mesurer et de calculer leurs propriétés dans le cadre d'un contrôle d'assurance qualité ou pour déterminer l'adéquation à de nouveaux processus. Les élastomères vulcanisés et thermoplastiques (caoutchouc) (TPE) sont utilisés dans des produits de toutes les industries, depuis les pneus de véhicules, l'isolation, les amortisseurs, les bagues, les joints et les courroies jusqu'aux produits de consommation tels que les chaussures et les jouets. Leur comportement élastique est la principale propriété qui détermine leur adéquation unique à toutes ces applications.

Deux normes industrielles importantes sont mises en œuvre pour caractériser ces matériaux : ISO 37 et ASTM D412.

ISO 37 - Caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique - Détermination des propriétés de contrainte et de déformation à la traction est utilisée pour calculer :

1. La résistance à la traction (TS) - la contrainte de traction maximale appliquée lors de l'étirement d'un échantillon jusqu'à la rupture.
2. La résistance à la rupture (TSb) - la contrainte de traction enregistrée au moment de la rupture.
3. Allongement à la rupture (Eb) - déformation en traction dans la longueur d'essai au point de rupture.
4. Contrainte à un allongement donné (Se) - contrainte de traction dans la longueur d'essai nécessaire pour produire un allongement donné.
5. Allongement à une contrainte donnée (Es) - déformation en traction dans la longueur d'essai lorsque l'éprouvette est soumise à une contrainte de traction donnée.
6. Contrainte à la limite d'élasticité (Sy) - contrainte de traction au premier point de la courbe contrainte-déformation où une augmentation de la déformation se produit sans augmentation de la contrainte.
7. Allongement à la limite d'élasticité (Ey) - déformation de traction au premier point de la courbe de contrainte-déformation où une nouvelle augmentation de la déformation ne s'accompagne pas d'une augmentation de la contrainte.

ASTM D412 - Standard Test Methods for Vulcanized Rubber and Thermoplastic Elastomers - Tension détermine :

1. La résistance à la traction - la contrainte de traction maximale appliquée lors de l'étirement d'un échantillon jusqu'à la rupture.
2. La contrainte de traction à un allongement donné - la contrainte nécessaire pour étirer la section transversale uniforme d'une éprouvette à un allongement donné.
3. Contrainte d'élasticité - contrainte à ce point de la courbe contrainte-déformation, avant la rupture, où le taux de contrainte par rapport à la déformation passe par une valeur nulle et peut devenir négatif.

Les deux normes renvoient à d'autres pour normaliser la préparation, le conditionnement et les conditions environnementales des éprouvettes.

Solution

Les machines d'essai universelles (UTM) permettent de déterminer une série de valeurs mesurées pour les échantillons soumis à des charges de traction et de compression. Les montages interchangeables et la connectivité de l'instrumentation fournissent l'appareil matériel spécifique pour saisir et mesurer, tandis qu'un logiciel approprié est essentiel pour contrôler explicitement l'UTM et capturer et calculer les résultats nécessaires. Mecmesin a fourni un UTM OmniTest avec le logiciel VectorPro et l'extensométrie (bras de contact) pour réaliser ces essais sur les matériaux élastomères.

Des éprouvettes en forme d'haltère ont été utilisées, bien que les deux normes autorisent l'utilisation d'éprouvettes en forme de joint torique. Des dimensions précises sont indiquées pour s'assurer que les valeurs médianes sont représentatives, plusieurs spécimens sont nécessaires pour tester les lots. Généralement, ces matériaux élastomères sont traités d'une manière qui provoque un écoulement ou un grain dans la structure de composition. La coupe des haltères dans l'alignement ou à un angle intéressant par rapport au grain est une décision fondamentale et est documentée dans le rapport. Des pinces à rouleaux excentriques ont été utilisées, dont les dimensions permettent de saisir entièrement la largeur des épaules (pour éviter les "cassures d'épaule") et de se resserrer automatiquement.

Le contrôle VectorPro de l'OmniTest met en œuvre le taux d'extension (séparation de la prise) exigé par les normes, l'extensomètre mesure et transfère l'extension correcte de la longueur de la jauge de l'éprouvette (déformation) pour calculer la contrainte. Les calculs des propriétés fondamentales des matériaux sont inclus et l'utilisateur peut les appliquer aux données. Le retour des valeurs graphiques à partir des points d'axe permet de trouver des informations telles que la contrainte à un allongement donné pour des points significatifs ou choisis par l'utilisateur, par exemple 25 %, 200 %, 200 %, etc.

VectorPro comprend également une gamme de modèles de rapports et une interface graphique intuitive de type "glisser-déposer" pour placer les attributs, les graphiques et les résultats dans le document. Les particularités de l'essai - description de l'échantillon, préparation, type, épaisseur, orientation du grain - peuvent toutes être attribuées en tant qu'attributs et descripteurs afin de documenter entièrement la procédure.

Équipement de test

• OmniTest UTM à une colonne
• VectorPro
• Extensomètre
• Pinces à rouleaux