Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 4509:2020 (hoàn toàn tương đương với tiêu chuẩn quốc tế ISO 37:2017) do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 45 Cao su và sản phẩm cao su biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị và được Bộ Khoa học và Công nghệ công bố, quy định phương pháp xác định các tính chất ứng suất - giãn dài khi kéo của cao su lưu hóa hoặc cao su nhiệt dẻo.

Tiêu chuẩn này áp dụng rộng rãi đối với các phòng thử nghiệm, doanh nghiệp sản xuất và các cơ quan kiểm định chất lượng nhằm đánh giá độ bền cơ học, khả năng chịu lực kéo đứt và các đặc tính biến dạng của vật liệu cao su lưu hóa và cao su nhiệt dẻo dưới tác động của lực kéo tĩnh dọc trục.

Phạm vi áp dụng (Điều 1)

• Quy định phương pháp xác định các tính chất ứng suất - giãn dài khi kéo của cao su lưu hóa và cao su nhiệt dẻo.
• Các tính chất cơ lý có thể xác định bao gồm: độ bền kéo, độ giãn dài khi đứt, ứng suất tại một độ giãn dài cho trước, độ giãn dài tại một ứng suất cho trước, ứng suất tại điểm chảy và độ giãn dài tại điểm chảy.
• Tiêu chuẩn quy định việc sử dụng hai loại mẫu thử chính là mẫu thử hình quả tạ (dumbbell) và mẫu thử hình vòng (ring). Trong đó, mẫu thử hình quả tạ là dạng mẫu chuẩn được ưu tiên sử dụng cho hầu hết các phép thử, còn mẫu thử hình vòng được áp dụng trong các trường hợp đặc thù hoặc khi có yêu cầu riêng biệt từ nhà sản xuất.

Tài liệu viện dẫn (Điều 2)

• Tiêu chuẩn này áp dụng các tài liệu viện dẫn bắt buộc để đảm bảo tính chuẩn xác trong quá trình chuẩn bị và thử nghiệm mẫu.
• Tài liệu viện dẫn cốt lõi là TCVN 1592 (ISO 23529) về Cao su - Quy trình chung để chuẩn bị và điều hòa mẫu thử cho các phương pháp thử vật lý. Việc tuân thủ nghiêm ngặt quy trình điều hòa nhiệt độ, độ ẩm và thời gian lưu mẫu theo tiêu chuẩn này là bắt buộc để đảm bảo tính đồng nhất và độ lặp lại của kết quả đo.

Thuật ngữ và định nghĩa (Điều 3)

Điều khoản này định nghĩa rõ ràng các khái niệm kỹ thuật cốt lõi được sử dụng xuyên suốt tiêu chuẩn nhằm tránh sai lệch trong việc diễn giải kết quả thử nghiệm:

• Ứng suất kéo (Tensile stress): Lực kéo trên một đơn vị diện tích mặt cắt ngang ban đầu của phần đo trên mẫu thử, được tính bằng Megapascal (MPa).
• Độ bền kéo (Tensile strength): Ứng suất kéo lớn nhất ghi nhận được khi mẫu thử bị kéo đứt hoàn toàn.
• Ứng suất kéo cực đại (Maximum tensile stress): Ứng suất kéo lớn nhất xuất hiện trong quá trình kéo giãn mẫu thử trước khi đứt.
• Độ giãn dài (Elongation): Sự gia tăng chiều dài của phần đo trên mẫu thử, biểu thị bằng phần trăm (%) so với chiều dài ban đầu của phần đo đó.
• Độ giãn dài khi đứt (Elongation at break): Độ giãn dài của phần đo tại thời điểm mẫu thử bị đứt hoàn toàn.
• Ứng suất tại một độ giãn dài cho trước (Stress at a given elongation): Ứng suất kéo cần thiết để tạo ra một độ giãn dài xác định trên phần đo của mẫu thử.
• Độ giãn dài tại một ứng suất cho trước (Elongation at a given stress): Độ giãn dài của phần đo khi mẫu thử chịu một ứng suất kéo xác định.
• Điểm chảy (Yield point): Điểm trên đường cong ứng suất - giãn dài mà tại đó ứng suất bắt đầu không tăng hoặc giảm mặc dù độ giãn dài vẫn tiếp tục tăng.

Nguyên tắc thử nghiệm (Điều 4)

• Mẫu thử tiêu chuẩn (hình quả tạ hoặc hình vòng) được kẹp chặt vào các ngàm kẹp của máy thử kéo chuyên dụng.
• Quá trình thử nghiệm được thực hiện bằng cách kéo giãn mẫu thử liên tục với một tốc độ di chuyển không đổi của ngàm kẹp di động cho đến khi mẫu thử bị đứt hoàn toàn.
• Trong suốt quá trình kéo giãn, hệ thống cảm biến của máy thử sẽ liên tục đo và ghi lại lực kéo tác động lên mẫu và sự thay đổi chiều dài (độ giãn dài) của phần đo trên mẫu thử.
• Từ các dữ liệu lực và độ giãn dài thu được, kết hợp với kích thước mặt cắt ngang ban đầu của mẫu thử, các tính chất ứng suất - giãn dài sẽ được tính toán tự động hoặc thủ công theo các công thức quy định cụ thể trong tiêu chuẩn.

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 4509:2020 có hiệu lực kể từ ngày ban hành, thay thế cho phiên bản cũ TCVN 4509:2013, mang lại phương pháp đánh giá chuẩn xác, đồng bộ và tiệm cận hoàn toàn với tiêu chuẩn quốc tế ISO 37:2017 trong ngành công nghiệp cao su.