CNS 10018-2008 Resistance to ozone cracking of rubber vulcanized or thermoplatic (Methods of test for static and dynamic strain)《硫化橡胶或热塑性橡胶耐臭氧龟裂性试验法(静态及动态应变试验)》.pdf

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1、1 印月971月 本標準非經本局同意得翻印 中華民國國家標準 CNS 總號 號 ICS 83.060 K6746 10018經濟部標準檢驗局印 公布日期 修訂公布日期 722月11日 971月14日 (共16頁)硫化橡膠或熱塑性橡膠耐臭氧龜裂性試驗法(靜態及動態應變試驗) Resistance to ozone cracking of rubber, vulcanized or thermoplastic (Methods of test for static and dynamic strain) 1. 適用範圍：本標準規定硫化橡膠或熱塑性橡膠 (以下簡稱橡膠 )在靜態或動態拉伸應變下，暴露

2、於含有限定臭氧濃度之空氣及在排除陽光直射影響之限定溫度狀況時之耐龜裂性試驗法。 2. 用語釋義 (1) 臨界應變 (threshold strain)：橡膠在指定溫度暴露於含有指 定臭氧濃度之空氣中，經暴露指定期間後無臭氧龜裂發生之最大拉伸應變。 (2) 界限應變 (limiting threshold strain)：橡膠發生臭氧龜裂所需時間顯著增加並可變為幾乎無限長時之最大拉伸應變。 (3) 動態應變 (dynamic strain)：在某選定之再現率或頻 率隨時間呈正弦波狀變化之應變 (通常為拉伸應變 )。 備考：最大應變及再現率係用於敘述動態應變條件。 3. 原理：試片在靜態拉伸應變、

3、連續動態應變或動態和靜態應變之交替期間下，在恆定溫度之試驗容器內，暴露於含固定臭氧濃度環境中，對試片作定期之龜裂檢視。 對於臭氧濃度及暴露溫度之擇定值，有 3 種可供選擇之評估步驟，分別敘述如下： (1) 在指定之靜態應變、動態應變或靜態 和動態應變之交替下，經暴露固定期間後測定有無龜裂。必要時，進一步予以評估其龜裂等級。 (2) 在任何指定之靜態應變、動態應變或 靜態和動態應變之交替下，測定首先出現龜裂之時間。 (3) 測定任何指定暴露期間之臨界應變 (僅適用於靜態拉伸應變試驗 )。 4. 裝置 (參照圖 1) 警告： 須注意臭氧之劇毒性。因此宜致力於減少工作者在工作時間全程之暴露。建議周遭

4、環境之每一百萬分空氣中之臭氧濃度 0.1 分為絕對最大濃度，惟其間最大平均濃度宜明顯更低。除非使用全密閉系統，建議設置排氣孔以除去含臭氧之空氣。 4.1 試驗容器：試驗容器應為密閉、遮光之容器，熱控至試驗溫度之 2以內，由不易分解臭氧之材料 (例如鋁 )內襯所構成。容器之尺度應符合第 4.5 節之要求。容器可設置一個視窗以檢視試片表面 。另可裝置一個檢視燈，惟檢視燈除檢視需要外，其他全部時間均應予以關熄。 2 CNS 10018, K 6746 圖 1 試驗裝置示意圖 圖例 1. 試驗容器 6. 循環風扇 2. 至臭氧濃度量測裝置 7. 臭氧發生裝置 3. 純化管柱 8. 熱交換器 4. 流量

5、計 9. 溫度指示器 5. 調節器 4.2 臭氧化空氣之來源：為避免臭氧濃度之誤差，臭氧化空氣應避免有氮氧化物。 因此應使用下列裝置項目中之任一種。 (1) 紫外線燈 (2) 無聲放電管 當採用無聲放電管時，為避免氮氧 化物之生成，須使用氧氣以取代空氣。經臭氧化之氧氣或空氣隨後可用空氣予 以稀釋，以獲得所需要的臭氧濃度。用以發生臭氧或稀釋之空氣，首先使其通 過活性碳予以純化，並應去除可能影響臭氧濃度、臭氧濃度之評估或試片龜裂之任何污染物。 臭氧化空氣來源之溫度應保持在 2以內之恆溫。 臭氧化空氣自其來源先經由熱交換 器以調節其溫度至試驗所需者，並應調節至規定之相對濕度 (參照第 7.3 節 )

6、，然後供給到試驗容器內。 4.3 臭氧濃度調節裝置：當使用紫外線燈 時，生成之臭氧濃度可由調節燈管之供應電壓、輸入氣體或稀釋空氣之流率或將紫外線燈管遮蔽一部分加以控制。 當使用無聲放電管時，生成之臭氧 濃度可由調節發生器之供應電壓、電極之大小、氧氣或稀釋空氣之流率加以控 制。也可採用臭氧化空氣之二段稀釋方式。調節之原則應為可維持臭氧濃度在第 7.1 節所指定之許可差以內。 此外，為放置或檢查試片而每次打開試驗容器後，臭氧濃度應於 30 分鐘以內恢復到試驗濃度。進入試驗容器之臭氧濃度，應絕對不超過試驗所規定之濃度。 3 CNS 10018, K 6746 備考：可手動或自動施行是項調整。 4.4

7、 臭氧濃度量測裝置：臭氧濃度量測裝 置包括自試驗容器內鄰近試片之臭氧化空氣取樣裝置及估計臭氧含量裝置兩部 分。參考及測定臭氧濃度之替代方法參閱附錄 3。 4.5 氣體流量調節裝置：氣體流量調節裝 置應為能夠調節試驗容器內臭氧化空氣之平均流速 (自試驗容器內測得 之氣體流率除以垂直於氣流之試驗容器有效截面積計算 )至不少於 8 mm/s，最好為 12 16 mm/s。以比較為目的之試驗，速度之變化應不超過 10 %。 氣體流率係臭氧化空氣在單位時間 內之容積產量，且此項氣體流率應充分高以防止試驗容器內之臭氧濃度由於試 片之臭氧分解而持續顯著減少。臭氧分解率會依所用橡膠、試驗條件及其他試 驗細節而

8、不同。通常試片之暴露表面積對氣體流率之比不宜超過 12 s/m(參閱備考 1)。然而此比例數值並非夠低。有疑慮時，宜以實驗檢查此分解效果。必 要時，減少試片面積。可使用擴散篩或同等之裝置以幫助進入氣體與容器內的氣體徹底混合。 為調節容器內臭氧濃度及排除由試 片產生之揮發性成分影響，可用空氣循環裝置導入新鮮空氣。 若需要高流速時，可在容器內安裝一具風扇以升高臭氧化空氣之速度至 (600100) mm/s。如有此情形，須於試驗報告予以敘明。 備考 1. 比例係以每公尺之秒數 (s/m)表示，乃試片表面積 (m2)除以流量率 (m3/s)而得。 2. 如果使用不同的臭氧化空氣，可能獲得不同之結果。

9、4.6 靜態應變試驗之試片安裝：試片之安 裝裝置應具備夾具，使每片試片之長軸大致上平行於氣體流動方向之方式，將 試片保持在所需之伸長率並使其兩邊與臭氧化空氣接觸。該夾具應以不易分解臭氧之材料 (例如鋁 )製成。 為平衡在容器內不同部位之不同臭 氧濃度影響效能，建議在試驗容器內設置安裝機械式之旋轉架，並在該旋轉架 上安裝試片夾具或試片保持框。適當之旋轉架之一例為在試片和氣體流動成直角之平面以 20 25 mm/s 之速度移動，且每個試片連續地循相同的路徑，因而每 8 12 分鐘通過試驗容器內同一位置，而且經試片所掠過之面積 (圖 2 斜線部分 )至少為試驗容器有用截面積之 40%。 4 CNS

10、10018, K 6746 圖 2 試片之軌跡及其掃描區 (斜線部分 ) 4.7 動態應變試驗之試片安裝：裝置應由不易分解臭氧之材料 (例如鋁 )構成。 其基本特色為備有固定部分以將每 一試片之一端保持在固定位置上，及雖然相似但可保持每一試片另一端之往復 行動部分。往復行動部分之行程，應為在兩夾具間之最初、最 小距離時不產生應變 (零應變 )而在最大距離時賦與規定之最大應變。 往復行動部分之移動應為直線且朝 每對相反夾具之共同中心線方向。上下夾具之動應平面在動作，自始至終應維持彼此平行。 啟動往復行動部分之偏心輪應由恆速馬達驅動以產生 (0.5 0.025)Hz 之頻率。必要時，可設置一具計時

11、器，以便在 一段期間動態應變後使裝置停止，並在靜止期後重新啟動裝置。 夾具應將試片挾持牢固，不致有任 何滑動或撕裂，且應能調整試片以保證正確的插入。 每一試片應以其兩邊與臭氧化空氣 接觸，且保持試片之長軸大致上與氣流方向平行。 5. 試片 5.1 通則：標準試片應依第 5.2 節或第 5.3 節之規定。 試片應由模壓橡膠板截取，若經要求，依 CNS 15101橡膠物理試驗用試片之製備及調節之一般程序由加工 產品截取。試片應具有未損傷之試驗表面；不應對被切傷或被打磨之表面評估 其抗臭氧性。不同材料間之比較，僅由相同方法相似加工產製之表面評定時始有效。 對於每一組試驗條件，至少應採用 3 個試片。

12、 備考 1. 試驗橡膠板建議在高度磨光之兩張鋁箔間模壓，而該鋁箔遺留在橡膠板上直至試片被備妥為止。此項操作提供對處理時之防護並在試驗時有新5 CNS 10018, K 6746 鮮表面。 2. 試片於幾個不同應變之靜態應變試驗可改用環狀試片，以產生連續的伸長幅度。此替代方法所得結果與用於測定臨界應變標準試片之結果大致相等。也可改用長方形試片，將其彎成線圈形 (loop)以在同一試片上產生連續的伸長幅度。 5.2 寬試片：此試片應由寬度不小於 10 mm，厚度 (2.0 0.2)mm 及在伸長前兩夾具間之長度不小於 40 mm 之長條所組成。 夾具所挾持試片之兩端可用抗臭氧 漆防護。當選擇漆時應

13、注意確保所用溶劑不使橡膠有可察覺之膨脹。不可使用 矽氧油當溶劑。另一種選擇是於試片兩端套上扣具，使其在被拉伸時不致產生 過度之應力集中，因而在暴露於臭氧時於夾緊處斷裂。 5.3 窄試片：應為寬度 (2.0 0.2)mm，厚度 (2.0 0.2)mm 及長度 50 mm 之長條，另兩端為 6.5 mm 見方之試片 (參閱圖 3)。此試片不得用於第 8.2 節步驟 A 之試驗。 備考： 依 CNS 3553硫化橡膠拉伸試驗法所規定之啞鈴狀試片亦可使用。 圖 3 窄試片 單位： mm 6. 狀態調節 6.1 拉伸變形前之試片狀態調節：對於所 有試驗，試片之硫化與拉伸應變間之最短時間應為 16 小時。

14、 對於非產品試驗，試片之硫化與拉伸應變間之最久時間應為 4 星期。 對於產品試驗，試片之硫化與拉伸應變間之時間應儘可能不超過 3 個月。在其他的狀況，產品經顧客收到日期之 2 個月內應予以試驗。 試片及試驗橡膠板在硫化和置入試 驗容器間之時間應不得與不同成分之橡膠接觸。此乃防止可影響臭氧龜裂成長 之添加物，諸如抗氧化劑，藉擴散自一種橡膠遷移至鄰近橡膠之必要措施。 建議在不同成分之試片間放置鋁箔，其他防止添加物遷移方法亦可採用。 樣品及試片在硫化與試驗期間應儲 存於陰涼，及基本上在無臭氧之環境中；儲存溫度應為 標準實驗室溫度 (參閱 CNS 15101)，但經控制之其他溫度如適合特殊應用時亦可被

15、使用。對產品應儘可能採用相同的儲存條件。對於意欲作比較6 CNS 10018, K 6746 之評估時，儲存時間及各種條件應該相同。 對於熱塑性橡膠在模壓後立即施行狀態調節及儲存。 6.2 拉伸變形後之試片狀態調節 (僅對靜態拉伸應變試驗 )：試片經拉伸後應在無臭氧之環境且陰涼處，作 48 96 小時之狀態調節；此狀態調節之溫度應為標準實驗室溫度 (參閱 CNS 15101)，但其他溫度如適合於特殊應用時亦可被應用。在狀態調節期間試片不可被觸摸或任何干 擾。對於意欲作比較試驗時，狀態調節時間及溫度應該相同。 7. 試驗條件 7.1 臭氧濃度：試驗應在下列臭氧濃度，以十億分容量空氣中之幾分容量臭

16、氧 (ppb)及一百個百萬分之多少分 (pphm)(在括弧中 )表示 (參閱備考 1)，擇其中之一種施行。 (250 50) ppb (25 5) pphm (500 50) ppb (50 5) pphm (1000 100) ppb (100 10) pphm (2000 200) ppb (200 20) pphm 除另有規定外，試驗應在 (500 50)ppb (50 5)pphm)之臭氧濃度施行。如果已知橡膠將被用於低臭氧濃度環境而需要做較低濃度之試驗時，建議採用 (25050)ppb (25 5)pphm)之臭氧濃度。又若試驗耐高臭氧性之聚合物時，則建議採用之臭氧濃度為 (1000

17、 100)ppb (100 10)pphm或 (2000 200)ppb (20020)pphm。 備考 1. ppb 乃大氣污染物之環境科學所使用單位，而 pphm 為橡膠工業中臭氧濃度之慣用單位。 2. 不同之大氣壓力被認為可影響有效的臭氧濃度，因此當以容量之十億分中之多少分 (ppb)或 1 百個百萬分之多少分 (pphm)表示臭氧濃度時，試驗結果可能受到影響。如以臭氧之分壓，即微巴斯卡 (mPa, millipascal)表示臭氧化空氣中之臭氧含量，並在恆定之臭氧分壓做比較時，即可將此影響加以消除。在大氣壓及溫度 (101 kPa, 0 )之下， 10 ppb 之臭氧濃度相當於 (1.

18、01 mPa)之臭氧分壓。參閱附錄 3。 7.2 溫度：較適合之試驗溫度為 (40 2)。其他溫度，諸如 (30 2)或 (23 2)，如具預期使用環 境之代表性時，可被採用，但所得結果與在 (40 2)所得之結果不同。 備考： 對於在可能遭遇顯著溫度變化之應用時，建議採用涵蓋使用範圍之兩種以上溫度。 7.3 相對濕度：臭氧化空氣之相對濕度在試驗溫度下正常應不超過 65%。 非常高的濕度能影響結果；若適合 時，對於打算在潮濕的氣候使用之產品，試驗應在 80 90 % RH 範圍（如此相對濕度範圍為可行時）內施行。 7.4 最大伸長率：試驗一般應採用下列之一個以上拉伸應變水準施行。 (5 1)%

19、， (10 1) %， (15 2) %， (20 2) %， (25 2) %， (30 2) %， (40 2) %， (50 2) %， (60 2) %， (80 2) %。 7 CNS 10018, K 6746 備考：所採用之伸長率宜與該等預期使用者相似。 8. 靜態應變試驗 8.1 通則：調節臭氧化氣體之流率、溫度 及其所需之臭氧濃度並將經過適當狀態調節且經拉伸應變後之試片放入試驗容 器。在所需要之水準保持試驗條件。以約7 倍之放大鏡和試片在檢查時間用適當之燈源 照亮下定期檢查試片之龜裂生成。放大鏡可裝在試驗容器壁之窗框上，也可將試片同夾具於試驗容器中短暫移出。當進行檢查時試片不

20、 得被處理或對任何東西敲打。受到切割或打磨之表面龜裂應忽視。 下列為三種可供選擇之試片暴露方式。 8.2 步驟 A：除另有規定外，拉伸試片使伸長率為 20%，依第 6.2 節將拉伸之試片作狀態調節並於試驗容器內經放置 72 小時後檢查其龜裂之生成（其他之伸長率及其他之暴露期間可能在適當之材料規格中指定）。 8.3 步驟 B：依第 7.4 節所指定之一種以上伸長率將試片拉伸，並依第 6.2 節予以狀態調節。如果僅採用一種伸長率時，除另有規定外，此伸長率應為 20%。經 2 h、4 h、 8 h、 24 h、 48 h、 72 h 及 96 h，必要時，在其後之適當時間間隔在試驗容器內檢查試片並記

21、錄每種伸長率之最初龜裂出現之時間。 8.4 步驟 C：以不少於第 7.4 節所指定之四種伸長率將試片拉伸並依第 6.2 節予以狀態調節。經 2 h、 4 h、 8 h、 24 h、 72 h 及 96 h，必要時，在其後之適當時間間隔在試驗容器內檢查試片並記錄每種 伸長率最初龜裂出現之時間，因此臨界應變得以評估。 9. 動態應變試驗 9.1 通則：調節臭氧化氣體之流率和溫度 及其臭氧濃度至所需要者。將安裝在零應變之每一試片放進動態試驗裝置內， 並由移動裝置之往復行動部分以調節夾具間之最大行程至獲得所需之最大伸長 率。移動往復行動部分至最小行程之位置並檢查試片是否恢復到零應變。 放入試驗容器後，

22、啟動動態試驗裝置。保持試驗條件在所需要之水準。在試驗期間對夾具間之最小及最大行程應不作 調節。因此，試片因永久變形所引起之零應變及最大應變之改變不予調整。 試片保持在最大伸長率時定期停止試驗裝置，並以約 7 倍之放大鏡檢視龜裂之成長，在試驗時間用經適當安排之 光源照亮試片。放大鏡可被安裝在試驗容器壁之窗框上，也可將試片連同夾具 從試驗容器中短暫移出。當進行檢視時，試片不得被處理或被碰撞。 應忽略被切割或打磨表面之龜裂。 動態暴露可被允許之基本類型有兩種 連續的或斷續的。在第一類型，試片在零和最大應變間連續地循環，而在第二類型，動態循環期與靜態應變暴露期交替。 9.2 連續的動態暴露 8 CNS

23、 10018, K 6746 9.2.1 步驟之選擇：試片之連續動態暴露有兩種步驟，如第 9.2.2 節及第 9.2.3 節所述。 9.2.2 步驟 A：除另有規定外，在零和 10%伸長率間以 0.5 Hz 之頻率將試片循環，並經 72 小時後檢視其龜裂之發生（其他之最大伸長率及其他之暴露期間可能在材料規格有所指定）。 9.2.3 步驟 B：在 第 7.4 節所指定零和一種以上最大伸長率間以 0.5 Hz 之頻率將試片循環。若僅一種伸長率被採用，除另有規定此伸長率應為 10%。經 2h、 4 h、 8 h、 24 h、 72 h 及 96 h，必要時，在其後之適當時間間隔檢視試片並記錄每種伸長

24、率之最初龜裂出現之時間。 9.3 斷續的動態暴露 9.3.1 暴露步驟：在規定期間內將試片 做零和規定最大伸長率之循環。以試片保持在最大伸長率下，繼續靜態暴 露於相同之臭氧化空氣。重複所需之動態及靜態輪流系列。 除另有規定，最大伸長率應為 10%，對於某 些產品，斷續的動態暴露試驗顯示較連續的動態暴露試驗與使 用性能有更佳之關連。動態及靜態暴露之時間應依產品規格所規定者。 可被允許之其他評估步驟有兩種，如第 9.3.2 節及第 9.3.3 節所述。 9.3.2 步驟 A：在動態及靜態暴露規定期間數之終點檢視試片。記錄試片有無龜裂。 9.3.3 步驟 B：在動態及靜態之每一對暴露期間之終點，必要

25、時，在暴露期間之適當間隔時間檢視試片。記錄直至最初龜裂出現之總時數。 10. 結果之表示 10.1 步驟 A：用 “無龜裂 ”或 “龜裂 ”報告結果。如果發生龜裂且被要求評定龜裂之程度，則可提供龜裂之描述 (例如，個別龜裂之出現、單位面積之龜裂數及 10 個最大龜裂之平均長度 )，或可攝取龜裂試片之照片。所用描述圖表應在試驗報告上詳加敘述。參閱附錄 1。 10.2 步驟 B：取到達最初龜裂出現之時間作為規定應變時抗臭氧性之量度。必要時，連續的動態暴露試驗結果，亦可以到達最初龜裂出現之循環數表示。 10.3 步驟 C（僅適用於靜態試驗）：經規定暴露期間後，藉由在龜裂未被偵檢出之最高應變及龜裂被觀

26、察到之最低應變報 告，指明臨界應變被察覺到之座落範圍。如果重複試驗獲得不同結果，則將所觀察到之極端範圍予以引用。例如，使 10%、 15%及 20%伸長率各使用三個試片，龜裂在 10%時僅一個試片，在 15%時僅一個試片但在 20%卻三個試片全部被觀察到，則引用範圍應為 10 20%。圖解的方式可用以幫助結果之解釋。 被認為有用的方法為以應變之對數為縱座標，到達最初龜裂時間之對數為橫座標做圖 可將無龜裂被看見之最長時間 及當龜裂被觀察到之最早時間兩者點繪。如可能，可在無龜裂之最長時間與在每一應變龜裂之最早時間之間之缺口描繪平滑曲線，以幫忙在試驗期間內任何時間（參閱圖 4）之臨界應變之估計。對於

27、一些橡膠，曲線可接近於直線，但這不應予以假設因為在評估臨界應變時9 CNS 10018, K 6746 它可導致大錯誤。除另有規定，報告最長試驗期間之臨界應變。 圖 4 繪圖式之結果表示 圖例 X 時間， h（對數座標， log scale） Y 應變， %（對數座標， log scale） 1 無龜裂之最後觀察點 2 龜裂之最初觀察點 3 無龜裂 備考 1. 對某些橡膠，其應變對到達最初龜裂時間之直線點繪圖，使之可觀察到臨界應變之存在。 2. 上圖範例所示，在 48 h 之臨界應變為 10%。 11. 試驗報告：試驗報告應包括下列資訊。 11.1 樣品細節 (1) 樣品之詳細敘述及其來源 (

28、2) 膠料識別 (3) 試片之製備方法（例如模壓或由產品截取）。 11.2 試驗方法 (1) CNS 總號 (2) 靜態或動態試驗方式 (3) 若為動態試驗，其暴露類型（連續的或斷續的） (4) 所採用步驟（ A， B 或 C） (5) 試片之型別及其尺度 (6) 是否使用旋轉架 11.3 試驗條件 10 CNS 10018, K 6746 (1) 臭氧濃度及評定方法 (2) 試驗溫度 (3) 狀態調節溫度 (4) 濕度（若非規定者） (5) 臭氧化空氣之流率（每秒之立方公尺，以 m3/s 表示），及臭氧化空氣之流速（每秒之公尺，以 m/s 表示） (6) 試片之最大拉伸應變 (7) 試驗時間

29、 (8) 動態及靜態暴露之輪流時間（僅斷續的動態暴露試驗） (9) 任何非標準步驟之細節 11.4 試驗結果 (1) 每一種拉伸應變所試驗之試片數 (2) 對步驟 A，有無發生龜裂（必要時，亦可提供任何龜裂之種類） (3) 對步驟 B，每一種 伸長率到達最初龜裂出現之時間，或對連續的動態暴露試驗，出現最初龜裂時之時間或循環數。 (4) 對步驟 C（靜態應變 試驗），在適當之期間（或各期間）所觀察到之臨界應變範圍，或界限應變。 11.5 試驗日期 11 CNS 10018, K 6746 附錄 1 臭氧龜裂 (參考 ) A.1 引言：橡膠僅在遭受到拉伸應變之表面會發生龜裂。龜裂之型式及龜裂之嚴重

30、性，因所施加之拉伸應變之大小及種類而不同。製品之應變會由最小之某一點 (不必然為零 )，至最大之另一點間變化。當測定耐臭氧性時，在拉伸率範圍內之龜裂型式宜加以考慮。 記述一種材料為耐臭氧 性之第一個準則乃完全無龜裂。因此，橡膠遭受所指定暴露期間而不龜裂之應變 越高，或當試片在所指定之伸長率出現龜裂前之時間越長，其耐臭氧性即越佳。 然而，當橡膠在一定範 圍之應變下，允許某一大小界限之少許龜裂時，或許需要一個替代之準則。此準 則之依據為當某一橡膠在其實際使用會遭遇的伸長範圍中(應予指明 )，其龜裂情形比較不嚴重，則此橡膠可被描述為比另一橡膠更具耐臭氧性。 備考：龜裂之評價方案可由種種的來源獲得，諸

31、如 DIN 53509-1(1)及 JIS K6259(2)。 註 (1) DIN 53509-1, Testing of rubber - Determination of resistance to ozone cracking - Part 1: Static conditions (2) JIS K6259, Rubber vulcanized or thermoplastic Determination of ozone resistance A.2 靜態應變暴露 依據應變作臭氧龜裂之評價方法並非簡單之關 係。試片上龜裂之數目乃關係到其尺碼，而此項關係因指定暴露期間之臨界應變及任何指

32、定材料之試片伸長率而異。 因此，在指定暴露期間 於零應變和臨界應變（參看用語釋義）間不會發生臭氧龜裂。少數大龜裂會在稍 為超過臨界點之應變下發現，而此龜裂在漸進之較高應變下會變為更多及更小。 在很高之應變下，龜裂有些時候可能會小到肉眼看不見之程度。 當暴露時間增加時龜裂 會合併，尤其當他們在試片表面為數甚多時。此種現象係起因於有些龜裂之長度 雖然持續增加，但深度之增加卻不成比例。合併可能係由於與臭氧攻擊相同之撕 裂過程以及臭氧攻擊，而且有時會在高度因試片表面上所覆蓋的整團小而稠密的龜裂中散佈著許多大的龜裂。 A.3 動態應變暴露 在動態應變狀態下，宜 將臭氧龜裂與由疲勞失敗所引起之龜裂加以區別

33、。在循環應變低於特性應變 (如眾所週知之機械疲勞極限 )時，臭氧侵襲乃龜裂啟始之唯一原因。一旦超越此極限 ，龜裂成長率迅速增加，其主要原因係大氣氧氣存在之協助所造成的機械疲勞。 在此區域內，臭氧之影響很小且在較高應變時變為可忽視之程度。在低應變一旦 龜裂到達某尺碼時，亦會發生機械疲勞。為此理由，不同橡膠之等級評定順序會 依應變之大小而不同，因此所用試驗條件宜儘可能與預期使用者相符。 12 CNS 10018, K 6746 附錄 2 龜裂之評價方法 1. 適用範圍：本附附錄 2 規定硫化橡膠之臭氧劣化試驗後龜裂之評價方法。龜裂之狀態，依附錄 2 圖 1 之規定。 附錄 2 表 1 龜裂之狀態

34、龜裂數及評價 龜裂之大小、深度及評價 A：龜裂數少 B：龜裂數多 C：龜裂數無從計數 1. 肉眼看不見，但可以 10倍放大鏡確認。 2. 肉眼可確認。 3. 龜裂深且比較大者 (未滿 1 mm)。 4. 龜裂深且大者 (1 mm以上未滿 3 mm)。 5. 龜裂 3 mm以上或有斷裂之虞者。 備考： 對於記錄龜裂之狀態，將龜裂數、龜裂之大小及深度組合表示之。 例 A-4 附錄 2 圖 1 龜裂之狀態 (倍率 2) 13 CNS 10018, K 6746 附錄 3 臭氧濃度之測定 1. 適用範圍：本附錄規定硫化橡膠或熱塑性橡膠之臭氧劣化試驗時，臭氧濃度測定方法中之紫外線吸收法及電化學方法。另其

35、他適當方法亦可使用。 2. 紫外線吸收法測定及調節方法（自動式）。 2.1 原理：由汞燈（水銀燈）所放出約 253.7 nm 之紫外線，照射吸收槽。透過吸收槽之紫外線，以受光器檢出，然後變 換為電氣信號。將所變換之信號作為臭氧濃度之計算基準。 依據郎伯比爾 (Lambert Beer)法則，紫外線吸收槽之紫外線透光率與在吸收槽之光徑長度 253.7 nm 之臭氧吸收係數及臭氧濃度之間，有 (1)式之關係。 透光率 =oII=exp(a Cd) (1) 式內， I：通過含臭氧空氣之光強度 Io：通過不含臭氧空氣之光強度 a：臭氧在 253.7 nm 之吸收係數 (m2/g)(a=1.44105m

36、2/g)。 C：在紫外線吸收槽內之空氣之溫度及壓力下之臭氧質量濃度 (g/m3) d：光徑長度 (m) 2.2 裝置：使用由紫外線吸收槽，紫外線 汞燈，補償用受光器，無氣體過濾器，取樣泵，空氣流量調節器，流量計，溫 度指示計，壓力計等所構成之自動臭氧測定及調節裝量。其示例，如附錄 3 圖 1。 2.3 操作方法：操作方法如下。 (a) 自臭氧試驗槽將含臭氧空氣由取樣泵通過濾塵器後，使通過紫外線吸收槽。 (b) 讀取數字計或記錄計上之臭氧濃度 (ppb)。 14 CNS 10018, K 6746 附錄 3 圖 1 紫外線吸收法測定臭氧濃度及調節裝置示意圖 3. 電化學方法 3.1 原理：使含臭

37、氧 (O3)空氣通過含碘化鉀 (KI)緩衝液，且具有鉑陰極與銀之陽極 （此種組合較宜）或鉑陰極與汞之陽極之電量槽中，以一定之速率使起泡。 臭氧與碘化鉀反應而游離碘 (I2)，如式 (2)。此碘，在陰極被離子化，而於陽極被去除，生成碘化銀 (AgI)或碘化汞 (Hg2I2)。每個臭氧分子生成 2 單位電荷，所產生之電流與臭氧濃度成比例。槽 之淨電動勢以逆淨電動勢抵消，並對週遭之溫度及壓力修正。 化學反應如下。 O3+2KI+H2O2KOH+O2+I2(2) 陰極 I2+2e2I(3) 陽極 2I2e+2HgHg2I2(4) 依法拉第法則： O32I2e296500 庫倫 因此，臭氧 1 g 相當

38、於 296500 庫倫。 3.2 裝置：電化學方法之裝置係使用附錄 3 圖 2 所示含一般性電量槽之分析器。 備考：標準之分析器，可由市售購得。 陰極為可使含臭氧空氣通過中起泡之鉑製 籠狀形。陽極應為下列兩種之任一種。但，最好採用 (b)。 (a) 汞儲存器 (b) 銀製之螺旋狀網 因臭氧自溶液釋出之碘，在陰極被 離子化，並且因起泡作用而在箭頭方向之液體循環送至陽極。不溶性碘化銀或 碘化汞在陽極生成，同時釋出離子電荷，後者與空氣流所引進之臭氧完全等價。 槽應連接於附錄 3 圖 3 所示一般種類之分析電路。 安定化直流電源係用以對抗當不含臭氧通 過槽時於槽之接頭所出現的標準電位。此標準電位會因陽

39、極材料之不同而異。 3.3 試藥：碘化鉀緩衝液係依下列方法調製。 臭氧氣體入口 測定用受光器無氣體過濾器 三方電磁開關數位表示電力調節回路 記錄調節計臭氧試驗槽臭氧發生器水銀燈補償用受光器取樣泵 閥門 排氣 流量計 紫外線吸收槽增幅器演算回路過濾器 15 CNS 10018, K 6746 秤取下列試藥之試藥特級品，溶解於不含氯化物及硫酸鹽之蒸餾水 1 L 中。 碘化鉀 (KI) 1.50 g 磷酸氫二鈉 (Na2HPO4) 1.50 g 磷酸二氫鉀 (KH2PO4) 1.40 g 此溶液成為 pH 6.5 pH 6.8 之緩衝液。 3.4 操作：自臭氧試驗槽攝取含臭氧空氣 ，使通過裝置，以電

40、流計測定電流。若假定在標準溫度及大氣壓下之 150 cm3/min 氣體流率及 1000 ppb 之臭氧時，電流之大小 (A)如下。 I=55.2160224001096500215010100069=(5) 式內， I：電流 (A) 因此，自此關係將槽校正，在附錄 3 圖 3 所示代表性電路，可從分析器之槽電流求取臭氧濃度。 附錄 3 圖 2 電化學方法分析器示意圖 1. 含臭氧空氣 2. 空氣 3. 陰極 4. 陽極 5. 緩衝液 6. 排出 16 CNS 10018, K 6746 附錄 3 圖 3 電化學方法簡單分析器之電路示意圖 1. 微小電流計 2. 安定化電源 3. 槽 引用標準

41、： CNS 3553 硫化橡膠拉伸試驗法 CNS 15101 橡膠物理試驗用試片之製備及調節之一般程序 相對應國際標準： ISO 1431-1： 2004 Rubber, vulcanized or thermoplasticResistance to ozone crackingPart 1: Static and dynamic strain testing ISO 1431-3：2000 Rubber, vulcanized or thermoplasticResistance to ozone crackingPart 3: Reference and alternative meth

42、ods for determining the ozone concentration in laboratory test chambers. 相關標準： DIN 53509-1： 2001 Testing of rubberDetermination of resistance to ozone cracking - Part 1: Static conditions JIS K6259： 2004 Rubber, vulcanized or thermoplasticDetermination of ozone resistance 中華民國國家標準 National Standards

43、 of the Republic of China, CNS 標準（ standard）係指由特定機構針對產品、過程及服務等主題，經由共識，並經公認機關（構）審定，提供一般且重複使用之規則、指導綱要或特性之文件。中華民國國家標準（ National Standards of the Republic of China，代號 CNS），係基於保護國民生命財產安全，維護自然環境衛生，維持自由公平交易以促進國內產業發展等需要，由標準專責機構 (現為經濟部標準檢驗局 )經透明化程序獲致共識所公布，提供國內相關產業、機關 (構 )及一般消費大眾參考依循；主要目的在謀求改善產品、程序及服務之品質，增進生產

44、效率，維持生產及消費之合理化，以增進公共福祉。 國家標準化網站 國家標準檢索系統（ http:/.tw） 標準化資訊推廣平台（ http:/standards.bsmi.gov.tw） 產業技術標準管理服務平台（ http:/techstandards.bsmi.gov.tw） 全國標準化獎（ http:/www.std.org.tw） 更多標準網站資訊，可於前述網站中取得聯結。 正字標記 CNS MARK 正字標記驗證制度係為推行中華民國國家標準，自民國 40 年起實施的產品驗證制 度，是依據 標準法及正字標記管理規則之規定，為落實國家標準的實施而辦理的產品驗證標記。藉由正字標記之核發，可彰

45、顯產品品質符合國家標準，且其生產製造工廠採用之品質管理系統，亦符合相關規定。生產廠商藉正字標記之信譽，可爭取顧客信賴以拓展市場，消費者亦可經由辨識正字標記圖示，簡易地購得合宜的優良產品，權益因此獲得保障。 正字標記圖示 由中華民國國家標準之英 文代號 CNS及中文符號組成。 正字標記核准要件 工廠品質管理經評鑑取得標準檢驗局指定品管制度之認可登錄。 產品經檢驗符合國家標準。 正字標記網站 正字標記推廣網站（ http:/smark.org.tw） 正字標記查詢系統（ http:/cnsmark.bsmi.gov.tw） 相關資訊 Information 發編輯：經濟部標準檢驗局 Publisher ： The Bureau of Standards, Metrology and Inspection 局 址：臺市濟南 1 段 4 號 Address ： 4 Chinan Road, Section 1 Taipei, 100, Taiwan 電 話： (02) 2343-1700 Telephone： (886-2) 2343-1700 網 址： http:/www.bsmi.gov.tw Web site ： http:/www.bsmi.gov.tw