GB9868-88 橡膠獲得高于或低于常溫試驗(yàn)溫度通則

中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)

UDC

橡膠獲得高于或低于

常溫試驗(yàn)溫度通則

1);401了

GB986888

ISO3383--1985

Rubber-Generaldirectionsforachievingelevated

orsubnormaltemperaturesfortestpurposes

本標(biāo)準(zhǔn)等同采用國際標(biāo)準(zhǔn)ISO3383-1985((橡膠-一獲得試驗(yàn)用高、低溫的通用錚則》

主題內(nèi)容和適用范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了試樣停放或試驗(yàn)用的溫度控制箱的結(jié)構(gòu)和操作的一般原則對某些試驗(yàn)，例如老化試

驗(yàn)，可能要求不同于本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的專用程序、條件或設(shè)備。在此場合下，應(yīng)將這些要求包括在試驗(yàn)方法

內(nèi)，并用以代替本標(biāo)準(zhǔn)的要求。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于橡膠和其他彈性材料試驗(yàn)用高于或低于常溫溫度的一般規(guī)定

2試樣停放的目的

試樣停放的目的是要保證整個試樣都處在均勻溫度下，并與其周圍環(huán)境溫度處于平衡

3傳熱介質(zhì)

采用各種傳熱介質(zhì)來控制試驗(yàn)箱的溫度最常用的傳熱介質(zhì)是氣體或液體。液體介質(zhì)的傳熱最快，

但浸泡時間過長，將對橡膠性能產(chǎn)生有害的影響。采用小玻璃珠的沸騰床，具有液體傳熱兼化學(xué)惰性的

多種優(yōu)點(diǎn)。

4對溫度控制箱的一般要求

4.1試驗(yàn)箱中的傳熱介質(zhì)對橡膠性能應(yīng)沒有明顯的舉響如果浸泡周期保持在試驗(yàn)所需的最短時問

內(nèi)，則水、乙醇和乙二醇等液體對大多數(shù)橡膠沒有明顯影響

4.2溫度控制箱最好采用自動控制，并使溫度控制在有關(guān)試驗(yàn)方法所規(guī)定的允許公差范圍內(nèi)

4.3為使傳熱介質(zhì)在整個箱內(nèi)得到良好的循環(huán)，應(yīng)在箱內(nèi)安裝風(fēng)扇或攪拌器。

4.4在放入試樣或試驗(yàn)儀器后，按照最小過調(diào)量或最小失調(diào)量要求，盡快地把溫度恢復(fù)到規(guī)定的溢度.

但任何情況下，不應(yīng)超過15min，對氣體介質(zhì)要特別注意這點(diǎn)。

4.5只要試樣所在空間能保持均勻一致的溫度，則對控制箱的尺寸不做限制

4.6箱體應(yīng)絕熱，防止低溫試驗(yàn)時，在箱體外表面出現(xiàn)冷凝結(jié)霜現(xiàn)象，也防止高溫試驗(yàn)時人休接觸箱休

被燙傷。絕熱材料在最高設(shè)計(jì)溫度下應(yīng)穩(wěn)定，在低溫下能避免冷凝結(jié)霜，并要保證溫度最大限度地達(dá)到

均勻一致如果需要有觀察試驗(yàn)儀器指示器的觀察窗，其結(jié)構(gòu)要符合絕熱要求并避免產(chǎn)生冷凝結(jié)霜。例

如，對在一100C下操作的控制箱，可采用每兩層之間充卜千燥空氣的五層玻璃結(jié)構(gòu)的觀察窗

4.了箱體結(jié)構(gòu)取決于傳熱介質(zhì)的類型。使用氣體傳熱介質(zhì)的箱體，從側(cè)面入日放入試樣是方便的，對于

從側(cè)面操作的試驗(yàn)儀器也必須設(shè)側(cè)面入口在設(shè)1于箱體時，應(yīng)遵循放入試樣或放入試驗(yàn)儀器的入l-1處’i

竺竺些4C墾P7WM巡坦K塑皇燮絲蘭些望}1望'If'1竺色星kf蘭醚絲絲塑迎些k竺堡

中華人民共和國化學(xué)工業(yè)部1988一07一04批準(zhǔn)1989-05-01實(shí)施

GB9868一88

證溫度均勻許減少輻射效應(yīng)。當(dāng)需要人工操作箱內(nèi)儀器時(除裝卸試樣外)應(yīng)在箱壁_h裝設(shè)帶有手套和

絕熱套袖的操作孔控制溫度時不要將致冷和加熱元件直接安裝在箱體內(nèi)，因?yàn)檫@種安裝方式可能會山

于元件的輻時效應(yīng)給試驗(yàn)儀器和試樣的溫度帶來影響。

對液體介質(zhì).可以采用浸在介質(zhì)中的元件或把介質(zhì)循環(huán)到箱體外的熱交換系統(tǒng)來控制溫度。

5高溫控制箱

5門氣體傳熱介質(zhì)的控制箱

這類箱體應(yīng)符合第4章的要求。通常用空氣作為傳熱介質(zhì)，采用電氣元件加熱，用風(fēng)扇或鼓風(fēng)機(jī)循環(huán)

空氣電氣元件應(yīng)當(dāng)加以屏蔽，以避免對試樣產(chǎn)生直接輻射為達(dá)到必要的控制溫度精度加熱系統(tǒng)應(yīng):

采用重復(fù)循環(huán)氣體系統(tǒng)。

b.系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)使所需要的絕大部分熱量連續(xù)供給.剩余那部分熱量采用間斷地供給或用熱源}

的比例調(diào)節(jié)式裝置來供給，以防止溫度有較大的周期性變化。

注:對T復(fù)循環(huán)氣體系統(tǒng)來說，在較高溫度時特別小公要防比橡膠試樣的揮發(fā)成分交叉污染

5.2液體傳熱介質(zhì)的控制箱

這類箱體應(yīng)符合第4章的要求。并采用5.1條相同的原則，使用浸泡加熱器代替電氣元件.用攪拌器

或泵代禱風(fēng)扇或鼓風(fēng)機(jī)。

5·3沸騰床

這類箱體應(yīng)符合第4章的要求，利用象小玻璃珠這類惰性材料床，當(dāng)適當(dāng)氣體以定的速度通過該

床時，小玻璃珠可以“沸騰”起來(即表現(xiàn)出流體的性質(zhì))加熱器可以裝嵌在床巾，也可以加熱七流木身

6低溫控制箱

這類箱體有幾種不同類型，在6.1條到6.5條中敘述了其中主要幾種

6.1機(jī)械冷凍裝置

機(jī)械冷凍裝W.的低溫控制箱是由一個多級壓縮機(jī)和圍繞試驗(yàn)箱的冷卻螺旋管組成試樣室和箱沐

外壁之間應(yīng)絕熱可以用安裝在試樣室的啟動或關(guān)閉壓縮機(jī)的恒溫控制器，也可以用調(diào)節(jié)冷凍溫度的II.

力控制器來控制溫度用空氣作為試樣室內(nèi)的傳熱介質(zhì)這類設(shè)備適合在固定溫度下連續(xù)操作，除了維

修保養(yǎng)成本和原始成本稍高外，從能源角度考慮，這類設(shè)備連續(xù)操作時的能耗要比用固體二氧化碳裝V'i

低。

機(jī)械冷凍裝置的另一個優(yōu)點(diǎn)是可以獲得較低的溫度。由于安裝上電熱絲式加熱器和適官!YJ自動扮

制器，可以獲得直至室溫和高于室溫的溫度。

6.2固體二氧化碳裝置(直接型)

直接型固體二氧化碳低溫控制箱中，一個安裝于固體二氧化碳室中的風(fēng)扇或鼓風(fēng)機(jī)把固體幾認(rèn)化

碳室蒸氣循環(huán)輸入試樣室在固體二氧化碳室和試徉室之間事先安裝氣流調(diào)節(jié)閥，以調(diào)節(jié)氣體的輸入和

輸出流量安裝在試樣室內(nèi)的雙金屬片溫度控制器控制固體二氧化碳室中風(fēng)扇的啟動和關(guān)閉從u1實(shí)現(xiàn)

溫度的自動控制。

另一種方法:試樣室可以由裝有液體介質(zhì)的絕熱容器組成，該液體應(yīng)不影響橡膠性能，}-在川「需的

試驗(yàn)溫度下保持液態(tài)。用加入少童致冷劑方法來調(diào)節(jié)液體溫度如果用固體二氧化碳，必須注意防門_if1

體沸騰而溢出容器。為保證試樣室的溫度均勻，要安裝風(fēng)扇或攪拌器在試樣室內(nèi)安裝恒溫拭珠II加熱器·

可以得到更精確的溫度控制。

6.3固體硯氧化碳裝置(間接型)

在固體二氧化碳低溫控制箱中，以空氣作為傳熱介質(zhì).固體二氧化碳產(chǎn)生的二氧化碳蒸氣不與試日

接觸，而是用固體二氧化碳蒸氣圍繞著整個試樣室外側(cè)循環(huán)的方法來冷卻試樣室。低溫控制補(bǔ)與外界^c

熱這種類型勺直接型相比造價更高.而且也不是很有效。把試樣室冷卻到低溫所需要的時I}1l較長·這

GB9868一88

點(diǎn)與機(jī)械冷凍型相差不大。

另一種方法:試樣室可以由裝有液體介質(zhì)的絕熱容器組成該液體應(yīng)不影響橡膠性能，并在所需要

的試驗(yàn)溫度下保持液態(tài)。將液體循環(huán)通過安裝在容器外面的熱交換器來調(diào)節(jié)液體的溫度用裝填在熱交

換器外部的、適宜絕熱的、箱中的固體二氧化碳來降低液體溫度

6.4密封空氣裝置

把試驗(yàn)儀器密封在一個隔離室內(nèi)，用絕熱管或管子將一獨(dú)立箱的冷空氣或二氧化碳?xì)馔ㄟ^循環(huán)以

調(diào)節(jié)溫度。這種裝1:.7-和直接型固體二氧化碳裝,'a相似(見6.2條)，但要有一臺輔助鼓風(fēng)機(jī)以迫使冷空氣

通過管路送到隔離室內(nèi)它的優(yōu)點(diǎn)是輕便，并能與不同的試驗(yàn)儀器連接。

在某些場合下，溫度是用安裝在冷卻室或試驗(yàn)控制箱上的電動氣流調(diào)節(jié)器來控制的，而不是用風(fēng)扇

自身的控制器控制。用室內(nèi)操縱電動機(jī)驅(qū)動的氣流調(diào)節(jié)器或電磁線圈驅(qū)動氣流調(diào)節(jié)器來控制溫度，可能

會由于機(jī)械結(jié)霜而引起麻煩。至今還沒有發(fā)現(xiàn)可以從傳熱介質(zhì)中充分消除水分，以完全消除結(jié)霜的方

法已經(jīng)應(yīng)用諸如教化鈣和硫酸鈣等干燥劑。

6.5液氮

液氮是使箱體保持低溫的有效致冷劑口當(dāng)需要控制溫度時，可以把液氮注入箱內(nèi)或者把箱內(nèi)的氣體

按溫度控制所需要的體積循環(huán)到箱外的液氮容器內(nèi)液氮注入時，應(yīng)完全氣化，在與試驗(yàn)儀器或試樣接

觸前，氮?dú)鈶?yīng)處于試驗(yàn)溫度，

GB9868一88

附錄A

橡膠試樣的停放時間

(補(bǔ)充件)

表Al到表A3給出了初始溫度從20℃開始，到試樣中心溫度升到與設(shè)定溫度相差I(lǐng)(、時所計(jì)釣出來

的時間。該時間取決于材料的幾何形狀和傳熱介質(zhì)的類型。對試驗(yàn)所用的每種試樣進(jìn)行單獨(dú)計(jì)算是不實(shí)

際的。為方便計(jì)算，將所有的試樣歸于三種幾何形狀:圓柱型、扁片型、扁條型。拉伸性能試驗(yàn)用的啞鈴型

試樣可看作扁條型。

受熱時間長短取決于試樣材料的熱性能對橡膠而言，熱擴(kuò)散率可取作。.1mm'/s，熱導(dǎo)率取作

0.2W/(m"K)

在大多數(shù)溫度控制箱中用空氣、也可用液體作為傳熱介質(zhì)。取空氣的傳熱系數(shù)20W/(m-"K),"1'}出這

些表中的數(shù)據(jù)不同的液體有不同的傳熱系數(shù)值，但在大多數(shù)場合下取750W/(m'"K)這一個值就可以

滿足要求。

盡管必須要有充分時間讓試樣達(dá)到平衡，但停放時間不必嚴(yán)格精確到1min。表中所有的時間已舍

入成與之鄰近的5min的最高倍數(shù)。

表A1圓柱型

介

質(zhì)

溫

度

C

到即平衡溫度1℃的時間.min

直徑，mm

64403732

292925252513139.5

高度，mm

383010.216.52512.520

106.312.66.39.5

賓

一50130753545

50354025

202015】5

095552535

刁025302015】51010

501056030

3545303520202015

15

10013075

354555354525

2020I5I5

1501458540

5060404530

25252O2(、

20015590

4055654550

3025252日2門

250

1609545556545

5030252525

20

液

布本

一5075351O

152O10I55

555

5

0603010

151510155

5555

50653010

15201015

55555

1008035

1020251515

5555

5

150

854010202515

2010510

5

200

904510202515

2010510

a5

2509045

1520

251520IO

510

329

GB9868一88

表A2扁片型

介

砍

溫

度

C

到距平衡溢度1℃的時問，min

厚度mm

25

1510853

，

102

3

一50135704535

201510

55

09550

3025l51010

55

50110

603530201010

55

100140

7545352O15

1055

150]5580504e

2515SO

55

2001608555

40251510

55

2501709055

45251510

55

液

1本

一509035

1510

55555

075

3O1510

55555

5080

301510

555

55

1009D35

201D

555

5》

1509540

2010

555

55

200100

402015

555

55

250106

402015

555

56

考3日

GB9868一88

一sot0

表n3扁條型

空氣

so1100{15020D1250I一.501015015012001250

15-to-JO

巧一功

巧一10

10-10

15110

10110

黯

7145130

9.5

12-加

10I010

。一5一5一5一5一15一陽一10一10一5一5一5一5-5一5一5-5一5一5-5一5一5一5一5一5一5一5-5一5一5

相一30

35一腸-即-15

6.525120

25.4

加一15

5.020115515

3.0115干]0

515

偉一10

10一功

10一10

50-釗一們一30一即-15-JO-5一朽一筋

10一5-初-36

2.01011010

01515

40一加

15.015.035130

12.730言25

10一ID

]5一10一10-5一5一5一5-5一15一拍一10-10-。一5-5一5-5一5一5一5-5一5-5一5一5-5-5一5一5一5一。一5一5

10一帥

10一10

55-朽一釣一30-樸-巧-]0-5-45-槍-35-35-乃-20一15-15一10一5

30一30

30一30

30一樸

30-20-15-10一