1、中华人民共和国国家标准吭化橡胶透气性的测定恒压法Rubber. vulcanized- Determination of permeability to gases- Constant pressure method UDC 678. 43 620 162. 4 GB 77 56- 87 硫f七橡胶透气性的测定对评价象内胎、无内胎轮胎的内衬层、胶管、气球或其他充气容器、密封圈及隔膜等橡胶制品是很重要的。这种测定方法对研究与高聚物结构有关的气体溶解度和扩散特性具有重要理论意义。本标准等效采用国际标准ISO2782- 1977 (硫化橡胶一透气性的测定一恒压法儿1 适用范围本标准适用于测定硬度不小
2、于351RHD的硫化橡胶的气体透过性能。采用的气体不应使楝胶济胀或腐蚀。本标准为在被测试样的每个端面上保持恒压的稳定条件下，测定其透气性能提供了基本的方法。用这个方法测得的结果不应外推到与试样厚度显著不同的材料。2 定义惚胶的透气率在标准温度和标准压力的稳定状态下，气体在橡胶中的透过率。其值等于在咱位压差和一定温度下，通过单位立方体硫化橡胶两相对面气流的体积速率。3 试验原理保持在恒温下的透气室，被一个圆形试样分为高压侧和低压侧(大气压)。将高压侧连接在能保持恒压的气体贮存器上。气体向低压侧渗透，由于低压侧容和、很小并与一根毛细管相连，因此，当保持低压侧内原有的气压肘，就可测量出透过气体的体积
3、。4 仪器4. 1 本试验可采用图l或图2所示的两种安装形式的透气仪。中华人民共和国化学工业部1987-05-05批准1987-12-01实施272 GB 77 56 - 8 7 图l水平安装形式的透气仪结构图1 气照表，2放气阀，3夹具，4 试样，5温度计，6微孔板，7毛细管g8一液体，9拓、尺，I 0 低if侧川1高压侧;12 气体人口鸡n 飞飞、 9 6 10 日二:-.仁ln。I 5 I rI 1 111 I 12 1. 图2垂直安装形式的透气仪结构图l 软管，2标尺，3-U型毛细管，4 辑推刻度线，5螺帽，6穷通阀87飞(本人II问:8一气压茬，9恒泪浴，10 螺朽51l/Lf本出门
4、阀，12贮液瓶川3-1ll于4.2 透气仪由透气室(分高压侧和低压侧)、测量装育和恒温装程等组成。4. 2. 1 透气室透气室是4个能把试样的周边夹紧处于气密状态的装段。在高压侧的t部连接着误差不跑过I GB 77 5 6 8 7 的气压表，其内部容积至少为25cm0在透气室内，低压侧应用坚硬而极易透气的微孔硬质胶圆片、烧结过的微孔不锈钢圆片等材料填满空间.以使其内部容积保持最小，并支撑试样不变形。低压侧是用小直径管子通过可拆卸的连接器与毛细管相连。从试样到毛细管基准刻度线之间空腔的总容积不应超过2cm30 4. 2. 2 测量装置温度测量装A:指示值精度为0.2C。透过气体体积的测量装置主要
5、是由一根均匀的横截面积的毛细管构成。适宜的横截面积为O.7 2 c时，均匀性精度在1%以内。毛细管的工作部分刻有刻度或安装标尺。管内充入如葵二酸二辛酶一类不溶解气体的非挥发性液体。4.2.3 恒温装宦可用恒温浴或者用能使透气室的温度保持与试验温度差值在:!:0.5Cl)以内的其他装宵。5 试样S. , 试样应为厚度均匀的圆片状，直径为50155mm.厚度为0.253.00mm.有效试验面积为8007 000 mm 5.2 试样应无气泡、针孔、油污及其他任何缺陷。5.3 每种样品至少用两个试祥。6 试验与硫化之间的时间间隔除了技术上的原因另有规定外，试验与硫化之间的时间间隔应符合GB2911-
6、1982 (橡胶试样停放和试验的标准温度、湿度及时间中的有关规定。7 试验温度标准试验温度为23土2C。若要求试验条件接近于橡胶制品使用温度时，一般可从如下温度中选取，40、55、70、85、100、125、150、175、200、225和250C。对任一指定的试验或进行比较试验时，其温度的允许偏差在士Q.5C 2)以内。8 试验步骤8. , 试样的制备8. ,. , 试样可用模型硫化，也可以直接从硫化胶片或橡胶制品上切取。如果透气室内有环形槽.模制的试样上下两面边缘应有环形凸棱，以便固定到透气室内相应的环形槽中。切取的平面状试样.可以用规格合适的丁基胶0型圈，把试样夹在中间，固定于透气室内以
7、保持其气密性。注。为了确保气密性，在透气空的克将面上，允许涂极少1肚真空泊IJ旨，但试样的有效而I:不得仔有时1)J 8. ,. 2 用厚度计在试样的有效面上，取6个不同点测量其厚度值，精确到0.02mm。取6个测量点的算术平均值，作为试样的厚度值。每点的厚度值不应超过平均厚度值的10%。8.2 试样的停放时间不同厚度的试样在不同的试验温度和压力f.其停放时间3)也不同。以气体渗透达到稳定状态时采用说明，1) 150 2782- 1977规定在士1C以内B2) IS0 2782-1977规定175C以下为士1C .200或200(以f且;I2C。3) 150 2782-1977规定至少停放l阳
8、。27 .,1 GB 77 56- 8 7 的起始时间(如图3所示曲线上开始呈直线时的时间)，为试样的停放时间。若己知气体对被测试样的扩散系数的近似值时，其最短停放时间t也可按式(1)计算zt=主S=!_二(I ) 2Q 2IJ 式中，t 试样的停放时间，问b一一试梓厚度，m;Q 橡胶的透气率，m1/Pa.s ; D 气体在橡胶中的扩散系数，ml/8 ; s 气体在橡胶中的溶解度，L/Pa，8. 3 透气率的测定8. 3. 1 试样冒L于一定试验温度和压力的透气室后，缓慢地向高压侧充入试验气体，气体压力的大小依试样的透气性而定，一般在O.3 5MPa范围内.若透气室内残留的气体与试验气体不同时
9、，则先以拟用的气体置换透气室，以清除原有的气体。8. 3. 2 采用水平安装形式的透气仪时(如图1)，先校正毛细管的横截面积，然后向毛细管内注入一滴如4.2. 2中规定的液体，再将其水平地固定到透气仪上，关闭旁通阀(低压侧与毛细管相通)。当气体由高压侧渗透到低压侧时，推动液体移动，可开始记录时间与弯液面移动的相应距离。注1毛细管横截面积的校正方法见附录A.8. 3. 3 采用垂直安装形式的透气仪时(如图幻，先向U型毛细管内注入适量的上述液体，然后摇动把手调节贮液瓶的高度，使液面位于毛细管基准刻度线以上，关闭旁通阀。当弯液面与基准刻度线横切时，开始记录时间与弯液面移动的相应距离。在试验过程中，要
10、随时调节贮液瓶的高度，以保持U型毛细管两侧的液面平衡。8.3.4 采用任一形式的透气仪进行试验时，当气体渗透达到稳定状态时，大约每隔2min记录一次弯液面移动的相应距离，一般记录56次，试验持续时间为lO60田m。8. 3. 5 试验结束后，将弯液面移动的距离(或计算出透过气体的体积)与时间在坐标纸上绘出关系曲线(如图3所示)。3丁、GB 77 5 6 - 8 7 , / 1/ / 1/ / / / / V _. FF一主专山芋Ag绩夺时间(s) 图3时间与弯液面移动距离曲线图若图3中曲线上应成直线的部分有明显偏离线性关系的结果，则应舍去。另取试祥，重做试验。9 试验结果9. 1 根据图3中宣
11、线的斜率，透气率Q按式(2)计)l:，( 2 ) 式中Q楝胶的透气率.m1/Pa.s ; b 试样厚度.m;A, 毛细管的横截面积，mdgA，一一试样的有效试验面积，Wzu 在时间间隔为M秒时，由曲线图的直线部分上获得的弯液面移动的距离，m;V 对于一个给定的弯液丽移动的距离的时间间隔，ssp, 低压侧的压力(绝对压力)，Pa; p, 高压侧的压力(绝对压力),Pa; T 试验温度(绝对温度).K。9.2 代表每种样品性能的试样数量不应少于两个。以两个试验结果的算术半均值表示。取m允许偏差为土10yo。若超过此范围，则另测定两个试样，以四个试验结果的算术平均值表示。10 试验报告试验报告所包括
12、以F内容:a. 样品的名称或代号;b. 式防依据的标准名称或标准号;C. 样品的硫化条件(温度、压力和时间h27的d 试样制备方法和规格;e 试验条件(温度、压力和气体ht 试验结果pg 试验者sh 试验H期。GB 77 56- 8 7 277 A.l 校正步骤GB 7756-87 附录A毛细管横截面积的校正(补充件)把定质量(0.2O. 6邑)的录注入毛细管中，使其充满长约20mm，将毛细管网定;在水平位;可J:.在其工作部分取若干个点(510个).测量隶的长度，精确到O.02mm，称量有柔和无术时毛细tt的质量(Mg)。毛细管上每个点的横截面积钱F式计算:A = m! - m, 一l 式中.A毛细管上每个点的横截面积，mzg m, 一有隶时毛细管的质量，Mg;由z无亲时毛细管的质量.Mg; L 毛细管中隶的长度，mj 柔的密度，Mg/ml 0 每个点上横截面积之间的偏差不应超过所有测量值算术平均值的1%。附加说明:本标准由化学工业部北京橡胶工业研究设计院归口。本标准由化学工业部沈阳橡胶工业制品研究所负责起草。本标准主要起草人万惠贞。278
