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橡膠流變儀數據解釋和使用意義

2016-05-15 [5746]

1. 橡膠硫化測試儀，簡稱為硫變儀，是指在橡膠硫化過程中連續測定膠料硫化性能的全部變化，并具有較高的測試精度的儀器，生產橡膠制品的廠家可以用它進行橡膠的均勻性、重現性、穩定性的測試。并且進行橡膠配方設計和檢測，目前主要應用于批量生產橡膠硫化特性的檢測和管控。
2.分類：
2.1根據其有無轉子分為：有轉子流變儀、無轉子流變儀.
2.2有轉子流變儀及無轉子流變儀的主要區別：
       2.2.1有轉子流變儀測試時試樣溫度達到穩定所需要時間長；而無轉子則較快。
2.2.2有轉子的轉子與膠料產生的磨擦力也計入膠料剪切模量的數據中，而無轉子則避免此摩擦力的影響。
3、硫變儀硫化曲線
3.1實驗原理
從流變學的觀點可以說，迄今為止，各種流變儀所采用的原理本質上是一致的，即模壓在模腔內的試樣連續的承受恒定的小振幅和低頻率的正弦剪切變形，由測力傳感器測定剪切應力，以轉矩單位表示，即膠料的剪切模量，當試樣規格、厚度、振幅角和實驗溫度一定時，所測定的剪切應力與交聯點密度成正比關系，記錄下的剪切應力—時間的曲線便是硫化曲線。
3.2.硫變儀硫化曲線
ML——zui低轉矩，N?m（kgf?cm）
MH——到達規定時間之后仍然不出現平坦曲線或zui高轉矩的硫化曲線，所達到的zui高轉矩N?m（kgf?cm）
TS1——從實驗開始到曲線由zui低轉矩上升0.1 N?m（kgf?cm）時所對應的時間，MIN
TS2——從實驗開始到曲線由zui低轉矩上升0.2 N?m（kgf?cm）時所對應的時間，MIN
TC（x）——試樣達到某一硫化程度所需要的時間，即試樣轉矩達到ML+X（MH-ML）時
所對應的時間，MIN（注：如X取值0.5，即TC50，X取.9，即TC90）
3.4.硫檢參數的意義：
ML：表示膠料的流動性，ML越低，流動性越好，反之，越差。
MH：表征膠料的膠料的剪切模數、硬度、定伸強度和交聯密度，一般MH越低，硬度越低，MH越高，硬度越高。
TS2：表征膠料的操作安全性，TS2越短，表示膠料越容易發生死料，產品在生產時容易產生缺料不良。反之，TS2越長，雖然操作安全性提高，但是產效會變低，成本會增加很多，故TS2對膠料的加工、配方設計具有很重要的意義。
TC90：主要用來評估膠料在成型生產時的一次加硫條件,TC90過長表示硫化速度偏慢，會導致產品硬度低，產效低。
4. 流變儀的試驗影響因素
4.1試驗溫度
     硫化既然是一種化學反應過程，無疑溫度對反應速度是一個重要因素。隨著溫度提高其誘導期縮短，硫化速度加快.當溫度相當高時配方中原材料變量的信息受到掩蓋. 膠料硫化過程是一個在一定溫度和壓力作用下受力的過程。如果溫度或壓力稍有變化，就會對測量的硫化曲線產生很大影響。目前，壓力一般較容易控制。通過帶有壓力表的硫化儀就可以達到穩定的壓力。供給硫化儀的氣壓必須在任何時候都高于硫化儀所設定的額定氣壓。而溫度控制是各廠家一直強調的主要技術指標。我廠硫化儀采用進口溫控表，模腔溫度波動≤±0.1℃，溫度恢復時間≤2min。
4.2 硫化儀的測量頻率：大部分國內使用的硫化儀都采用100轉/分鐘的轉動頻率。轉動速度對硫化儀的影響主要是使得測量的過程加快。相對于zui早3轉/分鐘的設備來說，100轉/分鐘在測量時更加適用于高溫快檢等方面使用。各種頻率測量的硫化數據結果不同，但都可以用于橡膠硫化的檢測。
4.3硫化儀的擺動角度：
按照標準，有轉子硫化儀的擺角應為1°或3°；無轉子硫化儀的擺動角度應為1°或0.5°，初配置均為1°。擺動角度對于硫化數據的影響和頻率相似，各種角度測量的硫化數據結果不同，但都可以用于   橡膠硫化的檢測。角度越大，施加于膠樣上的扭矩就越大，測量得到的數據就越大。對于特別軟的橡膠易采用大角度的擺動。反之，硬膠采用小一些的擺動角度就可。總之，選用不同擺角的目的都是為了能更清楚的顯示測量數據。現在所有數據都是計算機或單片機計算，數據再小也可以分辨，對于一般橡膠硫化來說，變化角度的實用性不大，標配角度足以適用于所有橡膠。
硫化儀數據解析
ML——zui低轉矩，N?m（kgf?cm）
MH——到達規定時間之后仍然不出現平坦曲線或zui高轉矩的硫化曲線，所達到的zui高轉矩N?m（kgf?cm）
TS1——從實驗開始到曲線由zui低轉矩上升0.1 N?m（kgf?cm）時所對應的時間，MIN
TS2——從實驗開始到曲線由zui低轉矩上升0.2 N?m（kgf?cm）時所對應的時間，MIN
TC（x）——試樣達到某一硫化程度所需要的時間，即試樣轉矩達到ML+X（MH-ML）時
所對應的時間，MIN（注：如X取值0.5，即TC50，X取.9，即TC90）
3.4.硫檢參數的意義：
ML：表示膠料的流動性，ML越低，流動性越好，反之，越差。
MH：表征膠料的膠料的剪切模數、硬度、定伸強度和交聯密度，一般MH越低，硬度越低，MH越高，硬度越高。
TS2：表征膠料的操作安全性，TS2越短，表示膠料越容易發生死料，產品在生產時容易產生缺料不良。反之，TS2越長，雖然操作安全性提高，但是產效會變低，成本會增加很多，故TS2對膠料的加工、配方設計具有很重要的意義。
TC90：主要用來評估膠料在成型生產時的一次加硫條件,TC90過長表示硫化速度偏慢，會導致產品硬度低，產效低。
Vc1,Vc2即硫化速度指數.由式;Vc=100/(t90-tsx)得出. ts 1,ts 2即初始硫化時間.即從試驗開始到曲

較為理想的橡膠硫化曲線應滿足下列條件：
(1)硫化誘導期要足夠長，充分保證生產加工的安全性；
(2)硫化速度要快，提高生產效率．降低能耗；
(3)硫化平坦期要長。