TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 11020:2015 (ISO 2878:2011) VỀ CAO SU LƯU HÓA HOẶC NHIỆT DẺO – CÁC SẢN PHẨM CHỐNG TĨNH ĐIỆN VÀ DẪN ĐIỆN – XÁC ĐỊNH ĐIỆN TRỞ

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 11020:2015

ISO 2878:2011

CAO SU LƯU HÓA HOẶC NHIỆT DẺO – CÁC SẢN PHẨM CHỐNG TĨNH ĐIỆN VÀ DẪN ĐIỆN – XÁC ĐỊNH ĐIỆN TRỞ

Rubber, vulcanized or thermoplastic – Antistatic and conductive products – Determination of electrical resistance

Lời nói đầu

TCVN 11020:2015 hoàn toàn tương đương với ISO 2878:2011.

TCVN 11020:2015 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC45 Cao su thiên nhiên biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Lời giới thiệu

Việc loại trừ hoặc làm giảm hiệu điện thế và điện tích tĩnh trên các sản phẩm cao su là quan trọng trong nhiều ứng dụng. Bằng cách tạo ra những đường rò thích hợp, điện tích có thể được tiêu tán. Các đặc tính chống tĩnh điện của sản phẩm cũng bị ảnh hưởng bởi các đặc tính tĩnh điện của chúng. Tiêu chuẩn này chỉ đề cập đến các phương pháp liên quan tới việc sử dụng những đường rò.

Việc bổ sung cacbon đen vào polyme với những lượng đủ tạo nên mạng dẫn điện của các hạt cacbon được hình thành trong hỗn hợp và có thể sản xuất được các vật liệu với phạm vi độ dẫn điện rộng. Mạng dẫn điện nhạy cảm với biến dạng cơ học, và điện trở của vật liệu thay đổi tùy theo mức biến dạng, thời gian và quá trình tác dụng của nhiệt độ sau khi biến dạng. Cũng có thể tạo ra các đặc tính chống tĩnh điện cho các vật liệu cao su bằng cách đưa các vật liệu có khả năng ion hóa vào hỗn hợp cao su.

Phương pháp đo điện trở suất của các mẫu thử nghiệm được chuẩn bị một cách đặc biệt của cao su chống tĩnh điện và cao su dẫn điện được mô tả trong TCVN 10530 (ISO 1853).

CAO SU LƯU HÓA HOẶC NHIỆT DẺO – CÁC SẢN PHẨM CHỐNG TĨNH ĐIỆN VÀ DẪN ĐIỆN – XÁC ĐỊNH ĐIỆN TRỞ

Rubber, vulcanized or thermoplastic – Antistatic and conductive products – Determination of electrical resistance

CẢNH BÁO: Người sử dụng tiêu chuẩn này phải có kinh nghiệm làm việc trong phòng thử nghiệm thông thường, nếu có thể áp dụng. Tiêu chuẩn này không đề cập đến tất cả các vấn đề an toàn liên quan khi sử dụng, nếu có. Người sử dụng tiêu chuẩn phải có trách nhiệm thiết lập các biện pháp an toàn và bảo vệ sức khỏe phù hợp với các quy định.

QUAN TRỌNG: Một số quy trình được quy định trong tiêu chuẩn này có thể liên quan đến việc sử dụng hoặc tạo thành các chất, hoặc phát sinh ra chất thải, có thể gây nguy hại môi trường cục bộ. Tham khảo tài liệu thích hợp về xử lý và thải bỏ các chất một cách an toàn sau khi sử dụng.

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp thử để xác định điện trở của các sản phẩm chống tĩnh điện và dẫn điện được sản xuất toàn bộ hoặc một phần từ cao su mà điện trở lúc mới, đo được giữa các điểm xác định, không vượt quá 3 x 10⁸ Ω và độ dẫn điện của chúng đạt được nhờ bổ sung cacbon đen và/hoặc các hợp chất thích hợp khác vào khối vật liệu.

CHÚ THÍCH: Các hỗn hợp có độ dẫn điện cao không thể được thực hiện theo cách này.

Tiêu chuẩn này quy định cấu hình của điện cực đối với các dạng hình học cơ bản, nhưng có thể dùng tham khảo cho đặc điểm kỹ thuật của sản phẩm liên quan cho nhu cầu của sản phẩm cụ thể.

Tiêu chuẩn này không áp dụng cho:

a) các sản phẩm mà các bề mặt thích hợp của chúng được cấu thành từ sự pha trộn của các vùng cách điện và dẫn điện;

b) các sản phẩm với diện tích bề mặt chủ yếu là vật liệu cách điện, ngoại trừ giầy dép (thường không có phần trên dẫn điện hoặc chống tĩnh điện).

2. Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau đây là cần thiết để áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 11019:2015 (ISO 18899:2013) Cao su – Hướng dẫn hiệu chuẩn thiết bị thử nghiệm

3. Nguyên lý

Điện trở giữa hai vị trí trên sản phẩm được đo, bằng cách sử dụng hệ điện cực xác định, bởi hệ thống phù hợp với việc kiểm tra tại nhà máy hoặc thử nghiệm trên thực tế.

4. Thiết bị và vật liệu

4.1. Dụng cụ thử nghiệm

Thử nghiệm phải được thực hiện với dụng cụ có hiệu điện thế mạch hở một chiều danh định là 500 V, tốt nhất là dụng cụ thử nghiệm cách điện (điện trở kế), hoặc với bất kỳ dụng cụ thích hợp nào đã biết để cho các kết quả có ý nghĩa so sánh.

Dụng cụ phải có độ chính xác đủ để xác định điện trở trong phạm vi 10% và không được tiêu tán quá 3 W trong sản phẩm.

Các giá trị điện trở thu được sẽ biến thiên với hiệu điện thế được đặt và có thể xuất hiện các sai số khi đặt hiệu điện thế thấp. Trong các trường hợp có tranh chấp, hiệu điện thế được đặt cho sản phẩm không được nhỏ hơn 40 V, trừ trường hợp mâu thuẫn với yêu cầu không để tiêu tán quá 3 W trong sản phẩm.

4.2. Các điện cực và các tiếp điểm

Trừ khi có quy định khác trong tiêu chuẩn sản phẩm, các điện cực phải được thiết lập trên bề mặt bằng cách dùng sơn dẫn điện chứa bạc, grafit dạng keo dẫn điện hoặc chất lỏng dẫn điện có thành phần sau đây:

– polyetylen glycol khan (khối lượng phân tử 600): 800 phần theo khối lượng;

– nước: 200 phần theo khối lượng;

– bất kỳ tác nhân làm ướt nào thích hợp: 1 phần theo khối lượng;

– kali clorua: 10 phần theo khối lượng.

Khi chất lỏng dẫn điện được sử dụng, vùng tiếp xúc của điện cực phải được thấm ướt hoàn toàn và phải duy trì trạng thái đó cho đến cuối thử nghiệm.

Sơn dẫn điện chứa bạc hoặc keo graphit phải được làm khô trong không khí ở nhiệt độ phòng; điện trở suất bề mặt của màng khô phải thấp hơn 100 Ω.

Phải sử dụng các mặt tiếp xúc bằng kim loại sạch cho các điện cực sao cho diện tích tiếp xúc có kích cỡ xấp xỉ với, nhưng không lớn hơn, các điện cực, trừ khi có quy định khác.

Bề mặt của sản phẩm không được biến dạng trong suốt quá trình tiếp xúc hoặc trong suốt quá trình thử nghiệm, nếu không được quy định trong tiêu chuẩn sản phẩm. Sản phẩm phải được đặt trên bề mặt cách điện trừ khi có quy định khác. Cách điện bề mặt phải sao cho điện trở khối lớn hơn 10¹⁰ Ω.m hoặc đủ lớn để, khi sử dụng hai điện cực như được mô tả trong 8.1 trên bề mặt cách điện, số đo điện trở lớn hơn mức có thể hiển thị được bởi dụng cụ dùng cho thử nghiệm sản phẩm.

5. Hiệu chuẩn

Thiết bị thử nghiệm phải được hiệu chuẩn theo kế hoạch được nêu trong Phụ lục A.

6. Điều kiện thử nghiệm

6.1. Môi trường thử nghiệm

Tất cả các thử nghiệm phải được thực hiện dưới một trong các hệ điều kiện tiêu chuẩn phòng thử nghiệm sau đây:

nhiệt độ (23 ± 2) °C và độ ẩm tương đối (50 ± 5)%

hoặc

nhiệt độ <27 ± 2) °C và độ ẩm tương đối (65 ± 5)%.

Tuy nhiên, khi các sản phẩm rất lớn được thử nghiệm, khi có sự đồng thuận giữa nhà cung ứng và khách hàng, được phép sử dụng các điều kiện thực tại của nhà máy, kho chứa hoặc phòng thử nghiệm, miễn là độ ẩm tương đối không lớn hơn 70%. Khi đó nhiệt độ và độ ẩm khi thử nghiệm phải được báo cáo.

6.2. Thời gian từ chế tạo mẫu đến thử nghiệm

Khoảng thời gian tối thiểu từ sau khi sản phẩm được sản xuất đến khi thử nghiệm phải là 16 h. Nếu có thể, khoảng thời gian giữa sản xuất và thử nghiệm không được vượt quá 3 tháng. Trong các trường hợp khác, các thử nghiệm phải được thực hiện trong phạm vi 2 tháng từ kể từ khi khách hàng tiếp nhận.

6.3. Ổn định nhiệt độ và độ ẩm

Các sản phẩm phải được ổn định trong thời gian ít nhất 16 h dưới một trong các hệ điều kiện phòng thử nghiệm tiêu chuẩn sau đây:

nhiệt độ (23 ± 2) °C và độ ẩm tương đối (50 ± 5)

hoặc

nhiệt độ (27 ± 2) °C và độ ẩm tương đối (65 ± 5).

Tuy nhiên, khi các sản phẩm rất lớn được thử nghiệm, khi có sự đồng thuận giữa nhà cung ứng và khách hàng, được phép sử dụng các điều kiện thực tại của nhà máy, kho chứa hoặc phòng thử nghiệm, miễn là độ ẩm tương đối không lớn hơn 70%.

6.4. Ổn định cơ học

Trong suốt khoảng thời gian giữa sản xuất và thử nghiệm, hoặc giữa thời điểm nhận sản phẩm và thử nghiệm, sản phẩm phải được đặt ở một trong các điều kiện sau đây:

a) Giữ ở nhiệt độ phòng mà không có bất kỳ biến dạng nào.

b) Biến dạng một lần đến giới hạn tối đa mà sản phẩm bị biến dạng khi sử dụng thông thường. Sau đó, duy trì ở nhiệt độ tiêu chuẩn phòng thử nghiệm.

CHÚ THÍCH: Hai phương pháp a) và b) không nhất thiết cho các kết quả giống nhau. Việc lựa chọn phương pháp thường sẽ phải được nêu trong tiêu chuẩn sản phẩm có liên quan.

7. Cách tiến hành

7.1. Làm sạch

Làm sạch các bề mặt của sản phẩm bằng cách chà xát với hồ nhão đất fuller (nhôm magiê silicat) và nước, rửa bằng nước cất và để khô ở nhiệt độ tiêu chuẩn phòng thử nghiệm. Không đánh bóng hoặc mài bóng các bề mặt thử nghiệm.

7.2. Áp các điện cực

Áp các điện cực và các tiếp điểm kim loại (4.2) phù hợp với sản phẩm cần được thử nghiệm như được mô tả trong Điều 8.

7.3. Ổn định lại

Ổn định lại sản phẩm trong thời gian không dưới 15 min và không quá 2 h trong các điều kiện được quy định trong 6.3.

7.4. Xác định

Đặt sản phẩm trên bề mặt cách điện (xem 4.2) và đặt hiệu điện thế theo cách thích hợp như được mô tả trong Điều 8, lấy số đọc điện trở tại (5 ± 1)s sau khi đặt hiệu điện thế.

Do một số vật liệu nhạy với hơi ẩm, phải thận trọng để tránh sự hút ẩm lên mẫu trước và trong suốt quá trình thử nghiệm.

7.5  Số lượng các thử nghiệm

Số lượng các thử nghiệm phải được quyết định theo các tiêu chí sau đây, theo thứ tự ưu tiên:

a) bằng cách viện dẫn đến một tiêu chuẩn đối với sản phẩm cụ thể, nếu có;

b) bằng cách áp dụng các nguyên tắc sau đây:

1) đối với các sản phẩm nhỏ như các chân đồ nội thất và đối với các sản phẩm được sử dụng giữa các điểm tiếp xúc xác định, phải thực hiện một thử nghiệm;

2) đối với các sản phẩm khác như lốp, tấm lát, dây đai và những tấm đệm, phải thực hiện ít nhất năm thử nghiệm trên các khu vực khác nhau được chọn sao cho các thử nghiệm đại diện cho các đặc tính điện của toàn bộ sản phẩm.

8. Chi tiết của quy trình có thể áp dụng cho các sản phẩm khác

8.1. Các thử nghiệm trên một bề mặt

Áp các điện cực vào hai vùng, mỗi vùng là hình vuông có cạnh dài xấp xỉ 25 mm và sao cho khoảng cách giữa các cạnh đối diện là (50 ± 5) mm, cùng ở trên một bề mặt của sản phẩm được thử nghiệm.

Đặt các tiếp điểm kim loại vào các điện cực và đo điện trở.

8.2. Các thử nghiệm giữa hai bề mặt

Áp các điện cực vào hai vùng, mỗi vùng là hình vuông có cạnh dài xấp xỉ 25 mm. Các vùng thử nghiệm phải được bố trí sao cho các kết quả đại diện cho điện trở của đường phóng điện bình thường trong các điều kiện làm việc được dự kiến. Đặc điểm kỹ thuật của các sản phẩm cụ thể thường định rõ vị trí của các vùng thử nghiệm.

Đặt các tiếp điểm kim loại vào các điện cực và đo điện trở.

8.3. Các thử nghiệm trên các sản phẩm được dán hoặc được kẹp vào các bộ phận kim loại

8.3.1. Các sản phẩm được dán hoặc được kẹp vào bộ phận kim loại

Áp điện cực vào một vùng hình vuông có cạnh xấp xỉ 25 mm trên bề mặt làm việc của sản phẩm; vùng hình vuông không được chạm đến các bề mặt khác.

Đặt các tiếp điểm kim loại vào điện cực và đo điện trở từ chỗ tiếp xúc này đến miếng kim loại được dán hoặc được kẹp.

8.3.2. Các sản phẩm được dán hoặc được kẹp vào hai bộ phận bằng kim loại

Đo điện trở giữa các bộ phận bằng kim loại.

8.4. Các thử nghiệm trên ống dẫn

8.4.1. Các thử nghiệm giữa bề mặt trong và bề mặt ngoài

Phải thực hiện hai thử nghiệm theo a) và b):

a) Áp các điện cực lên bề mặt trong tại một đầu (A) của ống dẫn và lên bề mặt ngoài tại đầu kia (B). Các điện cực phải là các dải rộng 25 mm bao trùm hét chu vi ống.

Đặt các tiếp điểm kim loại vào các điện cực và đo điện trở.

b) Tiến hành như được quy định trong 8.4.1 a), nhưng với các điện cực được đặt lên phía trong

bề mặt tại B và lên phía ngoài bề mặt tại A.

Bảo đảm rằng không có những đường rò rỉ song song với điện trở của sản phẩm và không có tiếp xúc dẫn điện giữa các vòng của ống dẫn.

8.4.2. Các thử nghiệm trên ống dẫn dài hơn 6 m

Áp các điện cực lên bề mặt trong tại một đầu của ống dẫn và lên bề mặt ngoài ở khoảng cách 3 m và 6 m tính từ cùng một đầu. Các điện cực phải là dải rộng 25 mm bao trùm hết chu vi ống.

Đặt các tiếp điểm kim loại vào các điện cực. Đo điện trở R_a giữa tiếp điểm trong và tiếp điểm cách 3 m và điện trở R_b giữa tiếp điểm trong và tiếp điểm cách 6 m. Giá trị chênh lệch giữa các giá trị R_a và R_b phải được coi là điện trở cho 3 m của ống dẫn, miễn là không có số đo nào vượt quá 10⁷ Ω. Nếu có số đo bất kỳ nào vượt quá 10⁷ Ω, kiểm tra kỹ lưỡng tất cả các điện cực và lặp lại thử nghiệm.

Bảo đảm rằng không có những đường rò rỉ song song với điện trở của sản phẩm và không có tiếp điểm dẫn điện giữa các vòng của ống dẫn.

8.4.3. Các thử nghiệm trên ống dẫn có các đầu nối gắn cố định

Đo điện trở giữa các đầu nối.

9. Báo cáo thử nghiệm

Báo cáo thử nghiệm phải bao gồm thông tin sau đây:

a) mô tả đầy đủ về sản phẩm được thử nghiệm và xuất xứ của chúng;

b) phương pháp thử nghiệm:

1) viện dẫn đến phương pháp thử nghiệm được sử dụng, tức là số hiệu của tiêu chuẩn này,

2) các chi tiết của quy trình cụ thể được sử dụng (xem Điều 8);

c) các chi tiết thử nghiệm:

1) nhiệt độ tiêu chuẩn phòng thử nghiệm và độ ẩm tương đối được sử dụng,

2) thời gian, nhiệt độ và độ ẩm tương đối của quá trình ổn định trước khi thử nghiệm,

3) nhiệt độ của thử nghiệm, nếu khác với nhiệt độ tiêu chuẩn phòng thử nghiệm, và độ ẩm tương đối,

4) vật liệu điện cực và kích cỡ điện cực,

5) khoảng cách giữa các cạnh gần nhất của các điện cực,

6) có thực hiện hoặc không thực hiện được quá trình ổn định cơ học (xem 6.4) và các chi tiết về quá trình biến dạng, nếu có,

7) các chi tiết về bất kỳ quy trình nào không được quy định trong tiêu chuẩn này;

d) các kết quả thử nghiệm:

1) số lượng các sản phẩm được thử nghiệm,

2) các kết quả thử nghiệm riêng lẻ,

3) giá trị trung bình của các kết quả;

e) ngày thử nghiệm.

Phụ lục A

(quy định)

Kế hoạch hiệu chuẩn

A.1. Kiểm tra

Trước khi thực hiện bất kỳ hiệu chuẩn nào, tình trạng của các vật phẩm cần hiệu chuẩn phải được xác minh bằng việc thẩm định và ghi lại trong tất cả báo cáo hoặc chứng nhận hiệu chuẩn. Phải báo cáo việc hiệu chuẩn được thực hiện trong trạng thái “như đã nhận” hoặc sau khi sửa chữa bất kỳ sự bất thường hoặc hư hỏng nào.

Phải xác minh rằng thiết bị là phù hợp với mục đích đề ra, bao gồm tất cả các thông số được xác định là gần đúng và do vậy thiết bị không cần phải hiệu chuẩn chính thức. Nếu các thông số này có khả năng bị thay đổi, khi đó sự yêu cầu kiểm tra định kỳ phải được ghi rõ vào các quy trình hiệu chuẩn chi tiết.

A.2. Kế hoạch

Kiểm tra xác nhận/hiệu chuẩn thiết bị thử nghiệm là một phần bắt buộc của tiêu chuẩn này. Tuy nhiên, tần suất hiệu chuẩn và các quy trình được sử dụng, trừ khi có quy định khác, là do phòng thử nghiệm riêng rẽ tùy ý quyết định, theo TCVN 11019 (ISO 18899).

Kế hoạch hiệu chuẩn được nêu trong Bảng A.1 được biên soạn bằng cách liệt kê tất cả các thông số được quy định trong phương pháp thử nghiệm, cùng với yêu cầu cầu quy định. Thông số và yêu cầu có thể liên quan đến thiết bị thử nghiệm chính, đến một bộ phận của thiết bị đó hoặc đến thiết bị phụ trợ cần thiết cho thử nghiệm.

Đối với mỗi thông số, quy trình hiệu chuẩn được chỉ định bởi tham chiếu đến TCVN 11019 (ISO 18899), đến tài liệu khác hoặc đến quy trình đặc biệt được chi tiết hóa cho phương pháp thử nghiệm (khi có quy trình hiệu chuẩn mang tính đặc thù hơn hoặc chi tiết hơn quy trình trong TCVN 11019 (ISO 18899), quy trình đó phải được ưu tiên sử dụng).

Việc kiểm định tần số đối với mỗi thông số được biểu thị bằng mã chữ cái. Các chữ cái mã hóa được sử dụng trong kế hoạch hiệu chuẩn là:

C yêu cầu được xác nhận, nhưng không đo;

N chỉ kiểm định ban đầu;

S quãng thời gian tiêu chuẩn như được nêu trong TCVN 11019 (ISO 18899);

U đang sử dụng.

Bảng A.1 – Kế hoạch hiệu chuẩn tần số

Ngoài các hạng mục được liệt kê trong Bảng A.1, khi sử dụng tất cả các hạng mục sau đây cần phải hiệu chuẩn theo TCVN 11019 (ISO 18899):

–  bộ đếm giờ;

–  nhiệt kế để kiểm soát các nhiệt độ ổn định và thử nghiệm;

– ẩm kế để kiểm soát các độ ẩm ổn định và thử nghiệm;

– các dụng cụ để xác định các kích thước của các sản phẩm thử nghiệm.

THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] TCVN 10530 (ISO 1853) Cao su lưu hóa hoặc nhiệt dẻo dẫn điện và tiêu tán điện – Phương pháp đo điện trở suất.

MỤC LỤC

Lời nói đầu

Lời giới thiệu

1. Phạm vi áp dụng 

2. Tài liệu viện dẫn

3. Nguyên lý

4. Thiết bị và vật liệu 

4.1. Dụng cụ thử nghiệm

4.2. Các điện cực và các tiếp điểm

5. Hiệu chuẩn

6. Điều kiện thử nghiệm

6.1. Môi trường thử nghiệm

6.2. Thời gian từ chế tạo mẫu đến thử nghiệm

6.3. Ổn định nhiệt độ và độ ẩm

6.4. Ổn định cơ học

7. Cách tiến hành

7.1. Làm sạch

7.2. Áp dụng các điện cực

7.3. Ổn định lại

7.4. Xác định

7.5. Số lượng các thử nghiệm

8. Chi tiết của quy trình có thể áp dụng cho các sản phẩm khác

8.1. Các thử nghiệm trên một bề mặt

8.2. Các thử nghiệm giữa hai bề mặt

8.3. Các thử nghiệm trên các sản phẩm được dán hoặc được kẹp vào các bộ phận kim loại

8.4. Các thử nghiệm trên ống dẫn

9. Báo cáo thử nghiệm

Phụ lục A (tham khảo) Kế hoạch hiệu chuẩn

Thư mục tài liệu tham khảo