Озоностойкость резины по ГОСТ 9.026 и почему трескается растянутая деталь

Документ из серии ЕСЗКС действует с 1 июля 1976 года; по сводному перечню stroyinf, обновлённому 1 июня 2026 года, замены у него нет (перечень). Текст переиздания 1998 года со всеми изменениями лежит в PDF. Схема испытания одна: полоску резины растягивают, неподвижно или циклами, помещают в камеру с озонированным воздухом и следят за трещинами, а в термосветоозонном варианте добавляют облучение ксеноновой лампой.

Озон режет только растянутую резину

Озон атакует двойные связи в цепях каучука на поверхности. Пока резина не растянута, разрывы остаются микроскопическими. Под растяжением края раскрываются, свежая резина попадает под озон, и трещина растёт поперёк направления растяжения. Поэтому сжатая часть кольца остаётся гладкой, а растянутая на валу трескается. Как по рисунку трещин отличить озон от перегрева или мороза, видно по разбору того, почему трескается резина.

Отсюда главное следствие для детали: стойкость к озону зависит не только от каучука, но и от того, насколько резина растянута в узле. Для каждого материала есть деформация, ниже которой трещины за заданное время не появляются. ГОСТ 9.026-74 называет её пороговой деформацией и даёт способ её найти.

Что устанавливает ГОСТ 9.026-74?

ГОСТ 9.026-74 устанавливает методы ускоренных испытаний резин и резиновых изделий на стойкость к озонному и термосветоозонному старению при статическом или динамическом растяжении. Образцы 120 × 10 × 2 мм растягивают на 5–80 % и выдерживают в озонированном воздухе с объёмной долей озона от 2,5·10⁻⁵ до 2,0·10⁻⁴ % при 23–50 °C, а затем фиксируют трещины, время до их появления или до разрыва и коэффициент старения по прочности.

Стандарт оценивает резину семью показателями

Резину оценивают по одному или нескольким показателям, и какой из них нужен, указывают в стандарте или ТУ на резину или изделие.

Коэффициенты K₀ и Kтсо считают как отношение условной прочности при растяжении после старения к прочности до старения, обе по ГОСТ 270. Трещины ищут визуально через лупу с семикратным увеличением. Для каждого показателя берут не меньше пяти образцов, для пороговой деформации не меньше трёх на каждое значение растяжения.

Режим испытания задают четыре величины

Концентрация озона по пункту 4.3: объёмная доля (2,5 ± 0,5)·10⁻⁵ %, (5,0 ± 0,5)·10⁻⁵ %, (10,0 ± 1,0)·10⁻⁵ % или (2,0 ± 0,2)·10⁻⁴ %. В единицах зарубежных паспортов это 25, 50, 100 и 200 pphm. Озоностойкие полимеры и резины со специальной защитой разрешено испытывать при более высоких концентрациях.

Температура по пункту 4.5: (23 ± 2), (30 ± 2), (40 ± 2) или (50 ± 2) °C. Время старения из ряда 1, 2, 4, 8, 16, 24, 48, 72 и 96 часов. Статическое растяжение для определения пороговой деформации выбирают не меньше чем из четырёх значений ряда 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 60 и 80 %. Динамический режим: исходное растяжение (10 ± 2) % и циклы (30 ± 2) % с частотой 10 или 30 циклов в минуту.

Для термосветоозонного старения камеру оснащают ксеноновой лампой, освещённость образцов 280 или 560 Вт/м². Воздух перед озонатором очищают и осушают до влажности не больше 65 %, скорость потока в камере рекомендуется 12–16 мм/с. Резины разной природы в одной камере не старят.

Образец готовят так, чтобы трещины давал озон, а не дефект

Образцы для τ₁, τн, c max и εп имеют размер 120 × 10 × 2 мм, для времени до разрыва толщина 0,5 мм. Пластины вулканизуют в пресс-формах с шероховатостью не грубее Ra 0,8: риска от формы на растянутом образце станет зародышем трещины раньше озона. Рабочий участок между метками 60 мм. Испытывают не раньше 16 часов и не позже 28 суток после вулканизации, если образец не вырезан из хранившегося или эксплуатировавшегося изделия.

Перед старением растянутые в кассетах образцы выдерживают на воздухе 72 часа при 23 °C, если старение идёт при 23–40 °C, или 24 часа при 50 °C. За это время защитный воск в резине, если он есть, выходит на поверхность. Концы в зажимах обматывают изоляционной лентой; если образец рвётся у зажима или по ребру, испытание повторяют с озоностойким покрытием этих мест.

Что такое пороговая деформация по ГОСТ 9.026?

Пороговая деформация по ГОСТ 9.026-74 — наибольшее статическое растяжение, при котором ни на одном образце после заданного времени в озоне не видно трещин при осмотре через лупу. Её находят, испытывая резину не меньше чем при четырёх растяжениях из ряда от 5 до 80 %. Если пороговая деформация 15 %, а деталь в узле растянута на 20 %, трещины на ней ожидаемы даже у резины с хорошим протоколом при меньшем растяжении.

Растяжение детали в узле считают до сравнения с протоколом

Пример: кольцо с внутренним диаметром 47,0 мм ставят в канавку на валу диаметром 50,0 мм по дну. Растяжение по внутреннему диаметру (50,0 − 47,0) / 47,0 × 100 ≈ 6,4 %. Если резина в протоколе испытана при 10 % без трещин, запас есть. Если то же кольцо надевают на вал 52 мм, растяжение 10,6 %, и протокол при 10 % его уже не покрывает.

Пример для профиля: уплотнитель двери натягивают на угол рамы с радиусом 10 мм, высота профиля 8 мм. Наружная сторона изгиба растянута примерно на h / (2R + h) ≈ 8 / 28 ≈ 29 % (оценка для изгиба полосы вокруг радиуса, пример). Такую деформацию стандартный протокол при 20 % не покрывает, и на углах появляются трещины раньше, чем на прямых участках.

Вывод для заказа простой: в заявке пишут не «озоностойкая резина», а растяжение детали в узле. Для уличной детали полезно сразу запросить у изготовителя смеси пороговую деформацию или протокол при растяжении не ниже монтажного.

На схеме те же три случая с округлением: кольцо на валу 50 мм растянуто примерно на 6 %, на валу 52 мм на 11 %, профиль высотой 8 мм на углу радиусом 10 мм на 29 %.

Протоколы сравнимы только при одинаковых условиях

Пункт 5.4 перечисляет условия, при которых результаты считают сопоставимыми: одинаковые размеры и способ изготовления образцов, температура, деформация, концентрация озона, скорость потока, освещённость, загрузка камеры, место отбора пробы озона и время хранения изделий до вырезки образцов. В протокол записывают все эти величины, а также выдержку до старения, время до первых трещин или до разрыва, прочность до и после и коэффициент.

Отсюда частая путаница с паспортами: «озоностойкость: без трещин» у одного поставщика при 25 pphm и 10 %, у другого при 50 pphm и 20 %. Вторая резина проверена вдвое жёстче по озону и вдвое по растяжению. Сравнивать такие строки, не переведя их к одним условиям, нельзя. Термическое старение без растяжения проверяют по другому стандарту, и как читать его протокол, показано для ГОСТ 9.024 о термическом старении.

Озоностойкость детали без испытаний не обещаем

В КП на уличную или растянутую деталь мы пишем тип каучука и данные изготовителя смеси об озоностойкости с режимом: концентрация, растяжение, температура, время. Срок службы на улице в годах по такому протоколу не обещаем: реальный озон, солнце и мороз меняются, а испытание ускоренное. Если данных о режиме у смеси нет, пишем это прямо.

Порядок для заказа такой. Вы называете растяжение или натяг детали в узле и место установки. Мы предлагаем каучук: для улицы без масла обычно EPDM, при масле компромисс, который обсуждают отдельно, и как выбирать между ними, видно по резине для уличных уплотнителей. Если растяжение выше паспортного режима, предлагаем изменить размер детали, чтобы уменьшить натяг, а не только сменить резину.

Что указать в заявке на деталь, которая должна держать озон

Пришлите размеры детали и посадочного места, чтобы можно было посчитать растяжение, или сам натяг, если он известен. Укажите, стоит ли деталь на улице, под солнцем, рядом с электродвигателями или озонаторами, есть ли масло и какая минимальная температура. Для профилей и шнуров приложите схему углов и радиусов рамы. Если в ТУ есть требование по ГОСТ 9.026-74, приведите его целиком; резину под условия подбирают через подбор материала.