ISO 3384-1:2011

Rubber, vulcanized or thermoplastic — Determination of stress relaxation in compression — Part 1: Testing at constant temperature

ISO 3384-1-2011 specifies two methods for determining the decrease in counterforce exerted by a test piece of vulcanized or thermoplastic rubber which has been compressed to a constant deformation and maintained thus at a predetermined test temperature. The counterforce can be determined either by means of a continuous-measurement system or by a discontinuous-measurement one. Two forms of test piece are permitted: cylindrical test pieces and rings. Different shapes and sizes of test piece give different results, and comparison of results should be limited to test pieces of similar size and shape. The use of ring test pieces is particularly suitable for the determination of stress relaxation in liquid environments. ISO 3384-1 deals only with testing at constant ambiant or elevated temperature. Testing at temperatures below standard laboratory temperature is not specified. The methods have been used for low-temperature testing, but their reliability under these conditions is not proven.

Caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique — Détermination de la relaxation de contrainte en compression — Partie 1: Essais à température constante

L'ISO 3384-1:2011 spécifie deux méthodes de détermination de la diminution de la force de réaction exercée par une éprouvette de caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique comprimée sous déformation constante et maintenue ainsi à une température d'essai prédéterminée. La force de réaction peut être déterminée au moyen d'un système de mesure continue ou d'un système de mesure discontinue. Deux formes d'éprouvette sont permises: éprouvettes cylindriques et annulaires. Les résultats diffèrent en fonction de la forme et de la taille de l'éprouvette, et la comparaison des résultats reste limitée aux éprouvettes de taille et de forme similaires. L'utilisation d'éprouvettes annulaires convient tout particulièrement à la détermination de la relaxation de contrainte dans des environnements liquides. L'ISO 3384-1:2011 traite uniquement des essais à température constante, ambiante ou élevée. Les essais à des températures inférieures à la température normale de laboratoire ne sont pas spécifiés. Les méthodes ont été mises en ?uvre pour des essais à basse température, mais leur fiabilité n'est toutefois pas prouvée dans ces conditions.

General Information

• Status: Withdrawn
• Publication Date: 22-Nov-2011
• Withdrawal Date: 22-Nov-2011
• ICS: 83.060 - Rubber
• Technical Committee: ISO/TC 45/SC 2 - Testing and analysis
• Drafting Committee: ISO/TC 45/SC 2/WG 2 - Visco-elastic properties
• Current Stage: 9599 - Withdrawal of International Standard
• Start Date: 14-Aug-2019
• Completion Date: 08-Nov-2025

Relations

• Amended By: ISO 3384-1:2011/Amd 1:2013 - Rubber, vulcanized or thermoplastic — Determination of stress relaxation in compression — Part 1: Testing at constant temperature — Amendment 1: Revised calibration schedule
• Effective Date: 08-Jan-2022
• Revises: ISO 3384:2005 - Rubber, vulcanized or thermoplastic — Determination of stress relaxation in compression at ambient and at elevated temperatures
• Effective Date: 18-Dec-2008

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 3384-1
First edition
2011-12-01
Rubber, vulcanized or thermoplastic —
Determination of stress relaxation in
compression —
Part 1:
Testing at constant temperature
Caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique — Détermination de la
relaxation de contrainte en compression —
Partie 1: Essais à température constante

Reference number
©
ISO 2011
©  ISO 2011
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Published in Switzerland
ii © ISO 2011 – All rights reserved

Contents Page
Foreword . iv
Introduction . v
1  Scope . 1
2  Normative references . 1
3  Terms and definitions . 2
4  Principle . 2
5  Apparatus . 2
6  Test piece . 3
6.1  Test piece type and test piece preparation. 3
6.2  Measurement of dimensions of test pieces . 4
6.3  Number of test pieces . 4
6.4  Time interval between forming and testing . 4
6.5  Conditioning of test pieces . 4
7  Duration, temperature and test liquid . 5
7.1  Duration of test . 5
7.2  Temperature of exposure . 5
7.3  Immersion liquids . 5
8  Procedure . 5
8.1  Preparation . 5
8.2  Thickness measurement. 5
8.3  Method A . 6
8.4  Method B . 6
9  Expression of results . 7
10  Precision . 7
11  Test report . 7
Annex A (informative) Precision . 9
Annex B (informative) Guidance for using precision results . 11
Annex C (normative) Calibration schedule . 12
Bibliography . 13

Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 3384-1 was prepared by Technical Committee ISO/TC 45, Rubber and rubber products, Subcommittee
SC 2, Testing and analysis.
It cancels and replaces ISO 3384:2005, which has been technically revised. In addition, the number has been
changed to ISO 3384-1. ISO 3384-1 deals with the determination of relaxation in compression at constant
temperature, while ISO 3384-2 gives methods for the determination of relaxation in compression combined
with temperature cycling.
ISO 3384 consists of the following parts, under the general title Rubber, vulcanized or thermoplastic —
Determination of stress relaxation in compression:
 Part 1: Testing at constant temperature
 Part 2: Testing with temperature cycling
iv © ISO 2011 – All rights reserved

Introduction
When a constant strain is applied to rubber, the force necessary to maintain that strain is not constant but
decreases with time; this behaviour is called “stress relaxation”. Conversely, when rubber is subjected to a
constant stress, an increase in the deformation takes place with time; this behaviour is called “creep”.
The processes responsible for stress relaxation can be physical or chemical in nature, and under all normal
conditions both types of process will occur simultaneously. However, at normal or low temperatures and/or
short times, stress relaxation is dominated by physical processes whilst at high temperatures and/or long
times chemical processes are dominant.
If the lifetime of a material is to be investigated, it can be determined using the air oven ageing test described
in ISO 11346 (see the Bibliography).
In addition to the need to specify the temperatures and time intervals in a stress relaxation test, it is necessary
to specify the initial stress and the previous mechanical history of the test piece since these might also
influence the measured stress relaxation, particularly in rubbers containing fillers.
The most important factor in achieving good repeatability and reproducibility when making stress relaxation
tests is to keep the temperature and compression constant during all measurements.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 3384-1:2011(E)

Rubber, vulcanized or thermoplastic — Determination of stress
relaxation in compression —
Part 1:
Testing at constant temperature
WARNING — Persons using this part of ISO 3384 should be familiar with normal laboratory practice.
This part of ISO 3384 does not purport to address all of the safety problems, if any, associated with its
use. It is the responsibility of the user to establish appropriate safety and health practices and to
ensure compliance with any national regulatory conditions.
IMPORTANT — Certain procedures specified in this part of ISO 3384 might involve the use or
generation of substances, or the generation of waste, that could constitute a local environmental
hazard. Reference should be made to appropriate documentation on safe handling and disposal after
use.
1 Scope
This part of ISO 3384 specifies two methods for determining the decrease in counterforce exerted by a test
piece of vulcanized or thermoplastic rubber which has been compressed to a constant deformation and
maintained thus at a predetermined test temperature. The counterforce can be determined either by means of
a continuous-measurement system or by a discontinuous-measurement one.
Two forms of test piece are permitted: cylindrical test pieces and rings. Different shapes and sizes of test
piece give different results, and comparison of results should be limited to test pieces of similar size and
shape.
The use of ring test pieces is particularly suitable for the determination of stress relaxation in liquid
environments.
This part of ISO 3384 deals only with testing at constant ambiant or elevated temperature. Testing at
temperatures below standard laboratory temperature is not specified. The methods have been used for
low-temperature testing, but their reliability under these conditions is not proven.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 37:2011, Rubber, vulcanized or thermoplastic — Determination of tensile stress-strain properties
ISO 188:2011, Rubber, vulcanized or thermoplastic — Accelerated ageing and heat resistance tests
ISO 1817, Rubber, vulcanized or thermoplastic — Determination of the effect of liquids
ISO 3601-1:2008, Fluid power systems — O-rings — Part 1: Inside diameters, cross-sections, tolerances and
designation codes
ISO 18899:2004, Rubber — Guide to the calibration of test equipment
ISO 23529:2010, Rubber — General procedures for preparing and conditioning test pieces for physical test
methods
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
compression stress relaxation
reduction in compressive force, expressed as a percentage of the initial force, which occurs with time after the
application of a constant compressive strain
4 Principle
A test piece of vulcanized or thermoplastic rubber is compressed to a constant deformation and maintained at
a predetermined test temperature. The decrease in counterforce is then measured.
In method A, the compression is applied and all counterforce measurements are made at the test
temperature.
In method B, the compression is applied and all counterforce measurements are made at a standard
laboratory temperature. The test pieces are stored at the test temperature.
The test can be conducted in a gaseous or a liquid environment.
The two methods, A and B, of carrying out the measurement do not give the same values of stress relaxation,
and comparison of values obtained from the two methods should be avoided. The method selected for use
depends on the purpose of the test. Thus, for fundamental studies and in applications where sealing at
elevated temperatures is a problem, method A might be preferred, and in applications where temperature
cycling from normal to an elevated temperature is a problem, method B might be preferred.
NOTE Other methods can be used for specific purposes, such as applying the compression at standard laboratory
temperature and making all counterforce measurements at a different temperature.
5 Apparatus
5.1 Compression device, consisting of two parallel, flat, highly polished plates made from chromium-
plated or stainless steel or another corrosion-resistant material, between the faces of which the test pieces are
compressed. Flatness, surface roughness, parallelism and rigidity of the plates are all important.
The surfaces of the compression plates shall be ground and polished. Compression plates shall be flat and
parallel and shall not undergo any distortion when the test load is applied.
NOTE A finish to the surface giving a roughness profile Ra (see ISO 4287) of not worse than 0,4 µm has been found
to be suitable. Such a roughness profile Ra can be obtained by grinding or polishing.
When the apparatus is assembled without a test piece, the gap between the plates shall not vary by more
than 0,01 mm.
When the test assembly is subjected to the test load with a test piece between the plates, neither compression
plate shall bend by more than 0,01 mm.
The plates shall be of sufficient size to ensure that the whole of the compressed test piece is within the area of
the plates and can expand freely laterally.
2 © ISO 2011 – All rights reserved
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 3384-1
Première édition
2011-12-01
Caoutchouc vulcanisé ou
thermoplastique — Détermination de la
relaxation de contrainte en
compression —
Partie 1:
Essais à température constante
Rubber, vulcanized or thermoplastic — Determination of stress
relaxation in compression —
Part 1: Testing at constant temperature

Numéro de référence
©
ISO 2011
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT

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de l'ISO à l'adresse ci-après ou du comité membre de l'ISO dans le pays du demandeur.
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Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail [e-mail]
Web www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2011 – Tous droits réservés

Sommaire Page
Avant-propos . iv
Introduction . v
1  Domaine d'application . 1
2  Références normatives . 1
3  Termes et définitions . 2
4  Principe . 2
5  Appareillage . 2
6  Éprouvette . 4
6.1  Type et préparation de l'éprouvette . 4
6.2  Mesurage des dimensions des éprouvettes . 4
6.3  Nombre d'éprouvettes . 4
6.4  Délai entre fabrication et essais . 4
6.5  Conditionnement des éprouvettes . 5
7  Durée, température et liquide d'essai . 5
7.1  Durée de l'essai . 5
7.2  Température d'exposition . 5
7.3  Liquides d'immersion. 5
8  Mode opératoire . 6
8.1  Préparation . 6
8.2  Mesurage de l'épaisseur . 6
8.3  Méthode A . 6
8.4  Méthode B . 7
9  Expression des résultats . 7
10  Fidélité . 8
11  Rapport d'essai . 8
Annexe A (informative) Fidélité . 9
Annexe B (informative) Indications pour l'utilisation des résultats de fidélité . 11
Annexe C (normative) Programme d'étalonnage . 12
Bibliographie . 13
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 3384-1 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 45, Élastomères et produits à base
d'élastomères, sous-comité SC 2, Essais et analyses.
Elle annule et remplace l'ISO 3384:2005, qui a fait l'objet d'une révision technique. En outre, le numéro a été
changé en ISO 3384-1. L'ISO 3384-1 traite de la détermination de la relaxation en compression à température
constante, alors que l'ISO 3384-2 donne des méthodes pour la détermination de la relaxation en compression
combinée avec des cycles de température.
L'ISO 3384 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Caoutchouc vulcanisé ou
thermoplastique — Détermination de la relaxation de contrainte en compression:
 Partie 1: Essais à température constante
 Partie 2: Essais avec cycles de température

iv © ISO 2011 – Tous droits réservés

Introduction
Lorsque le caoutchouc est comprimé sous déformation constante, la force nécessaire au maintien de cette
déformation n'est pas constante mais diminue avec le temps; ce comportement est appelé «relaxation de
contrainte». Réciproquement, lorsque le caoutchouc est soumis à une contrainte constante, il se produit une
déformation qui croît avec le temps; ce comportement est appelé «fluage».
Le processus à l'origine de la relaxation de contrainte peut être de nature physique ou chimique, les deux
types de processus se produisant simultanément dans des conditions normales. Cependant, aux
températures normales ou basses et/ou à court terme, la relaxation de contrainte est principalement due aux
processus physiques, alors qu'à hautes températures et/ou à long terme, les processus chimiques sont
prédominants.
Lorsqu'il s'agit d'étudier la durée de vie d'un matériau, celle-ci peut être déterminée grâce à l'essai de
vieillissement artificiel en étuve à air décrit dans l'ISO 11346 (voir la Bibliographie).
Outre la nécessité de spécifier les températures et les durées à respecter dans un essai destiné à déterminer
la relaxation de contrainte, il est également nécessaire de spécifier la contrainte initiale ainsi que l'historique
mécanique de l'éprouvette dans la mesure où cela peut aussi avoir une incidence sur la relaxation de
contrainte mesurée, et plus particulièrement pour les caoutchoucs chargés.
Pour garantir une bonne répétabilité et une bonne reproductibilité des essais de détermination de la relaxation
de contrainte, le facteur le plus déterminant est de maintenir la température et la compression constantes lors
de la réalisation des mesurages.
NORME INTERNATIONALE ISO 3384-1:2011(F)

Caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique — Détermination de
la relaxation de contrainte en compression —
Partie 1:
Essais à température constante
AVERTISSEMENT — Il convient que l'utilisateur de la présente partie de l'ISO 3384 connaisse bien les
pratiques courantes de laboratoire. La présente partie de l'ISO 3384 n'a pas pour but de traiter tous les
problèmes de sécurité qui sont, le cas échéant, liés à son utilisation. Il incombe à l'utilisateur d'établir
des pratiques appropriées en matière d'hygiène et de sécurité, et de s'assurer de la conformité à la
réglementation nationale en vigueur.
IMPORTANT — Certains modes opératoires spécifiés dans la présente partie de l'ISO 3384 peuvent
impliquer l'utilisation ou la génération de substances ou de déchets pouvant représenter un danger
environnemental local. Il convient de se référer à la documentation appropriée concernant la
manipulation et l'élimination après usage en toute sécurité.
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 3384 spécifie deux méthodes de détermination de la diminution de la force de
réaction exercée par une éprouvette de caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique comprimée sous
déformation constante et maintenue ainsi à une température d'essai prédéterminée. La force de réaction peut
être déterminée au moyen d'un système de mesure continue ou d'un système de mesure discontinue.
Deux formes d'éprouvette sont permises: éprouvettes cylindriques et annulaires. Les résultats diffèrent en
fonction de la forme et de la taille de l'éprouvette, et la comparaison des résultats reste limitée aux
éprouvettes de taille et de forme similaires.
L'utilisation d'éprouvettes annulaires convient tout particulièrement à la détermination de la relaxation de
contrainte dans des environnements liquides.
La présente partie de l'ISO 3384 traite uniquement des essais à température constante, ambiante ou élevée.
Les essais à des températures inférieures à la température normale de laboratoire ne sont pas spécifiés. Les
méthodes ont été mises en œuvre pour des essais à basse température, mais leur fiabilité n'est toutefois pas
prouvée dans ces conditions.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 37:2011, Caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique — Détermination des caractéristiques de
contrainte-déformation en traction
ISO 188:2011, Caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique — Essais de résistance au vieillissement accéléré
et à la chaleur
ISO 1817, Caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique — Détermination de l'action des liquides
ISO 3601-1:2008, Transmissions hydrauliques et pneumatiques — Joints toriques — Partie 1: Diamètres
intérieurs, sections, tolérances et codes d'identification dimensionnelle
ISO 18899:2004, Caoutchouc — Guide pour l'étalonnage du matériel d'essai
ISO 23529:2010, Caoutchouc — Procédures générales pour la préparation et le conditionnement des
éprouvettes pour les méthodes d'essais physiques
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
relaxation de contrainte en compression
réduction de la force de compression, exprimée en pourcentage de la force initiale, qui se produit avec le
temps après application d'une déformation constante par compression
4 Principe
Une éprouvette de caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique est comprimée sous déformation constante et
maintenue à une température d'essai prédéterminée. Ensuite, la diminution de la force de réaction est
mesurée.
Dans la méthode A, la compression est appliquée et tous les mesurages de la force de réaction sont
effectués à la température d'essai.
Dans la méthode B, la compression est appliquée et tous les mesurages de la force de réaction sont
effectués à la température normale de laboratoire. Les éprouvettes sont conservées à la température d'essai.
L'essai peut être réalisé dans un environnement gazeux ou liquide.
Les deux méthodes de mesure A et B ne donnent pas les mêmes valeurs de relaxation de contrainte, et il
convient d'éviter la comparaison des valeurs obtenues par ces deux méthodes. La méthode choisie pour
utilisation dépend du but de l'essai. Par conséquent, pour les études fondamentales et dans les applications
où l'étanchéité à des températures élevées pose un problème, la méthode A peut être privilégiée, alors que
dans les applications où les cycles thermiques avec passage d'une température normale à une température
élevée posent problème, il est préférable de choisir la méthode B.
NOTE D'autres méthodes peuvent être utilisées pour des besoins spécifiques, comme celle qui consiste à appliquer
la force de compression à la température normale de laboratoir
...