橡胶物理机械性能测试
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附录二 门尼黏度测试的影响因素

(1)制样炼胶工艺的影响 塑炼工艺对门尼黏度有较大的影响,薄通次数越多,分子量越低,黏度越低。所以进行同类材料的比较试验,应用同一方法和同一工艺条件制备试样。

(2)试样预热时间的影响 随着预热时间的增加,其黏度值有下降的趋势,所以应该严格控制预热时间。

(3)停放时间的影响 橡胶或胶料的停放条件和时间对黏度试验结果有一定影响。图1-7是丁腈橡胶不同停放时间的试验结果。图1-8是各种胶料不同停放时间对黏度试验结果的影响。从丁腈橡胶试验结果看,120h内对黏度试验结果影响不大。从各种胶料的试验结果看,249h以前,天然橡胶胶料和丁苯橡胶胶料比较稳定,氯丁橡胶胶料黏度则有逐渐上升的趋势,说明氯丁橡胶稳定性较差,在停放过程中有焦烧倾向。所以,停放时间需要灵活掌握,一是对不同的橡胶应有不同的处理方法,如氯丁橡胶应尽量提前试验,不可放置过久;二是不同气候条件应采取不同停放时间,如夏季停放时间不应过长。

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图1-7 不同停放时间对丁腈橡胶黏度的影响

1—丁腈橡胶-18;2—丁腈橡胶-26

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图1-8 不同停放时间对各种胶料黏度的影响

1—天然橡胶;2—丁苯橡胶;3—氯丁橡胶

(4)试验温度的影响 试验温度上升,黏度下降,因而应严格控制试验温度,其波动范围±1℃。不同试验温度对丁腈橡胶黏度的影响较大,如图1-9所示。以95℃和105℃两个温度进行对比,每种橡胶在105℃时比95℃时约低15个门尼黏度值,温度每差1℃门尼黏度值约差1.5。不同分子量的天然橡胶在95~105℃之间,温度相差1℃,门尼黏度值相差0.2~0.4,就是说不同温度对天然橡胶的门尼黏度影响较小。

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图1-9 试验温度对NBR黏度的影响

1—丁腈橡胶-18;2—丁腈橡胶-40;3—丁腈橡胶-26

试验温度实际是测定的模腔温度,应该使上下模温度波动保持在±1℃范围内,由于门尼黏度计的特殊结构,转子的热量是由模腔传导过去的,而且转子轴又是向外散热的通道,所以,转子的温度常常低于模腔温度,这自然是造成试验误差的一个原因。尤其是模腔的加热方式的差异、模腔和转子材质的差异、两次试验之间转子在室温下放置时间的长短也会影响转子本身的温度,这些都是造成机台间、操作人员和实验室之间试验差异的原因。

(5)试样厚度的影响 试样厚度应适宜,使其填满模腔,测出的黏度值平稳,重视性好。试样的制备,由于炼胶辊距不同及停放过程中收缩率不同,试样的厚度相差较大。试样厚度对试验结果的影响见表1-2。当试样厚度低于8mm时,黏度偏低而且波动较大,主要是因为胶料未充满模腔造成的,致使橡胶在转子与模腔间滑动,造成黏度值偏低;厚度超过8mm时,黏度值比较平稳而且重复性好,但试样过厚时,转子插入模腔孔时比较困难,易损坏仪器部件,且浪费胶料。所以,试样厚度应保持在8mm左右。

表1-2 试样厚度对门尼黏度的影响

(6)模腔沟槽的影响 按照我国标准和国际标准的规定,模腔防滑沟槽有两种:一种是矩形沟槽,一种是V形沟槽。刻有矩形沟槽模腔的侧面也刻有矩形垂直沟槽,而刻有V形沟槽模腔的侧面则不刻任何沟槽。两种沟槽对试验结果的影响不是很大。

(7)转子的直径和厚度的影响 转子的规格尺寸标准化非常重要,图1-10是以大转子为例,转子直径和厚度对门尼黏度测定值的影响。两条曲线相交的地方,恰好在大转子标准直径和厚度的地方。由曲线可以看出,当转子厚度大于标准厚度时,转子厚度对黏度的影响比转子直径的影响大,而当转子直径小于标准直径时,转子直径对黏度的影响比转子厚度的影响小。

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图1-10 转子尺寸对门尼黏度测定值的影响

1—转子厚度;2—转子直径

(8)转子的新旧程度的影响 转子经长期使用后,表面方形齿受到磨损,黏度值偏低,影响试验结果。以使用8年的旧转子与新转子进行对比,试验表明,旧转子的试验结果比新转子低3~6个门尼黏度值,见表1-3。所以,转子经长期使用磨损较大时应更换。

表1-3 新旧转子对门尼黏度测定的影响

(9)门尼黏度计各部位的遗留胶的影响 在下模腔转子轴孔处有橡胶垫,是为了防止试验时胶料沿转子轴流到转子轴的卡口处,影响门尼黏度测定,使黏度值偏高。所以,胶垫处应定期检查,发现漏胶严重应及时更换胶垫。转子和模腔的沟槽中如有遗留胶,则门尼黏度值偏低。上模腔中有遗留胶时,门尼黏度值偏低。所以,每次试验完毕,应加以检查,如有遗留胶,应及时清理。

(10)其他机械方面的影响 当模腔规格尺寸保持不变时,门尼黏度值随转子直径和厚度的增加而增加。当转子的规格尺寸保持不变,模腔的内直径或深度增加时,门尼黏度值减小。转子盘对转子轴的偏心度会影响结果,转子盘偏心度在0.0254mm时对试验结果影响不大,偏心度在0.076mm以上时,则门尼黏度值增加。转子沟槽的深度增加时,门尼黏度值增加。