1. Métodos de prueba estándar de laboratorio

(1) Prueba de abrasión DIN (Norma ISO 4649)

Principio: Mediante la fricción entre una rueda abrasiva giratoria (lija de carburo de silicio o abrasivo) y una muestra de suela de zapato, se mide el volumen de abrasión o pérdida de masa a un número determinado de revoluciones. Cuanto menor sea el valor, mayor será la resistencia a la abrasión.

Equipo: Probador de abrasión DIN .

Pasos operativos:

Prepare el material de la suela del zapato en muestras estándar (por ejemplo, una muestra cilíndrica con un diámetro de 16 mm).

Ajuste la velocidad de la rueda abrasiva (normalmente 40 a 50 revoluciones por minuto), la carga (por ejemplo, 5 N o 10 N) y la distancia de fricción.

Después de la prueba, pese la muestra para determinar la pérdida de masa o calcule el volumen de abrasión directamente utilizando el instrumento.

Aplicación: Adecuado para comparar la resistencia a la abrasión de las materias primas de las suelas de los zapatos (por ejemplo, caucho, poliuretano, etc.), este es un estándar industrial comúnmente utilizado.

(2) Prueba de abrasión Akron (norma ISO 4662)

Principio: La muestra se fija a una rueda giratoria y se frota contra papel de lija en un ángulo determinado (normalmente 15° o 30°). Se mide el número de revoluciones necesarias para alcanzar el espesor o la pérdida de masa especificados.

Equipo: Probador de abrasión Akron .

Pasos operativos:

Prepare probetas con forma de mancuerna o circulares y registre el espesor y la masa iniciales.

Establezca la velocidad de rotación (por ejemplo, 76 revoluciones por minuto), la carga (por ejemplo, 2,75 N) y el ángulo de fricción.

Después de la prueba, calcule la cantidad de desgaste (por ejemplo, pérdida de volumen/mm³) o el índice de desgaste (comparado con el caucho estándar).

Características: Simula el escenario de fricción por flexión de las suelas de los zapatos, con resultados que se asemejan más al desgaste real durante el uso.

2. Prueba de simulación de escenarios reales

(1) Prueba de marcha (prueba de campo)

Método:

Caminata manual: los evaluadores deben caminar una cierta distancia (por ejemplo, 50 kilómetros) usando las muestras de suela en superficies de carreteras específicas (por ejemplo, concreto, asfalto, adoquines) y observar periódicamente el grado de desgaste de la suela (por ejemplo, cambios en la profundidad de la banda de rodadura, daños en el material).

Marcha mecánica: utilice un simulador de marcha (por ejemplo, Friction Tester) para fijar la suela y simular las fuerzas de flexión, fricción e impacto que se experimentan durante la marcha humana, registrando los datos de desgaste.

Ventajas: Lo más cercano a los escenarios de uso del mundo real, lo que permite una evaluación integral de la durabilidad general de la suela.

(2) Prueba combinada de coeficiente de fricción y desgaste

Principio: Al medir el coeficiente de fricción de la suela, registre la pérdida de material durante el proceso de fricción para evaluar el equilibrio entre la resistencia al desgaste y la resistencia al deslizamiento.

Equipo: Máquina de prueba de fricción y desgaste (como el probador de fricción James Heal).

Aplicación: Adecuado para calzado deportivo, calzado de seguridad y otros escenarios que requieren resistencia al deslizamiento y al desgaste.

3. Otros métodos de prueba auxiliares

(1) Prueba de dureza (probador de dureza Shore)

Lógica de correlación: la dureza del caucho generalmente está correlacionada positivamente con la resistencia a la abrasión (una mayor dureza puede indicar una mejor resistencia a la abrasión, pero la elasticidad puede disminuir).

Procedimiento: Mida la dureza del material de la suela utilizando un Probador de dureza Shore (por ejemplo, tipo Shore A o D) y analizar la correlación con los resultados de las pruebas de abrasión.

(2) Observación microscópica

Método: Observe la estructura microscópica de la superficie de la suela (por ejemplo, grietas, desprendimiento de material) antes y después de la prueba utilizando un microscopio electrónico o un microscopio óptico para evaluar los mecanismos de desgaste (por ejemplo, desgaste por fatiga, desgaste abrasivo).

(3) Prueba de envejecimiento acelerado

Propósito: Simular los efectos del uso a largo plazo o el envejecimiento ambiental (por ejemplo, alta temperatura, radiación UV) sobre la resistencia a la abrasión.

Equipo: Cámara de envejecimiento, probador de envejecimiento UV, combinado con pruebas de abrasión para comparar los cambios de rendimiento antes y después del envejecimiento.

4. Análisis de resultados de pruebas y estándares

Indicadores clave:

Volumen de abrasión (mm³/1,61 km): Cuanto menor sea el valor, mejor será la resistencia a la abrasión.

Índice de abrasión: en comparación con el caucho estándar (por ejemplo, caucho natural NR), un índice >100 indica una resistencia a la abrasión superior.

Normas de referencia de la industria:

Calzado deportivo: normalmente se requiere que el volumen de abrasión sea <100 mm³/1,61 km (prueba DIN).

Calzado de seguridad: Debe pasar pruebas de abrasión específicas (por ejemplo, norma GB 21148-2020) para garantizar la durabilidad en entornos hostiles.

5. Notas

Preparación de la muestra: Se deben tomar muestras de diferentes partes de la suela (por ejemplo, antepié, talón) para evitar que el material desigual afecte los resultados.

Control ambiental: La temperatura de prueba (23±2°C) y la humedad (50±5%) deben estandarizarse para evitar interferencias ambientales.

Combinación de métodos: una sola prueba no puede evaluar exhaustivamente la resistencia a la abrasión; se recomienda combinar pruebas de laboratorio con simulaciones de escenarios del mundo real para evaluar exhaustivamente el rendimiento de la suela.

A través de los métodos anteriores, se puede evaluar sistemáticamente la resistencia a la abrasión de las suelas de caucho, proporcionando una base para la I+D de materiales, el control de calidad de la producción y la selección de productos.

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