门尼粘度仪简介

时间: 2024-06-26 23:51:20 |   作者: 案例

  门尼测试可得知高分子的分子量及分子量分布、分子的聚合度,相同的分子量由于分子分布的不同也会得到不同的门尼值。通常门尼测试的时机为下述三个过程中:

  应力松弛是指在固定形变下,应力随时间衰减的值,在门尼粘度仪上的测试方法为于测试完成后立刻停止马达,将转子完全停住(剎车时间需小于0.1秒)使其形变量不再改变,门尼值会因松弛效应,应力会慢慢降低,逐渐回复至设定的门尼值或时间后停止测试,记录门尼值随时间的变化状况,透过对数坐标方式呈现,使图形的可读性更高,然后计算其k值、a值、A值及r值。

  目前市面上的门尼粘度仪测温棒是在模子本体上,是因为原有的标准就是这样,现在新的标准是延用原有标准,新增建议将测温棒放在测试样品的内部(如图4.示),但现阶段可能是使用成本及制造技术上的原因,很少人使,还是停留在研究阶段,所以还只是建议使用,并未列入强制要求项目。

  a.小转子:用于粘度值很高的混练胶,测试温度一般规范为135℃(或可由使用者依工厂加工特性另定),一样是预热1分钟,测试至设定门尼值时自动停止,一般测试结果为T3、T18、△Ts(T18-T3)、SR。

  b.大转子:用于一般的混练胶,测试温度一般规范为135℃(或可由使用者依工厂加工特性另定),一样是预热1分钟,测试至设定门尼值时自动停止,一般测试结果为T5、T35、△Tl(T35-T5)、SR。

  门尼值的定义为100M(粘度值单位)等于73.5lb-in或8.3N-m,校正时也以100M为校正点,校正精度值为±0.5M,试片分为上下两片,总体积为25±3cm3,其中下面一片中间需打孔,孔的大小视转子中心轴直径大小而定,以方便转子插入,不同厂家生产的设备,中心轴的直径由于设计不同,可能会出现些微差距,但是不论如何其只会有些微的差距,现在市售有定体积裁切机,透过特殊设计的裁切机构及裁刀,可以精确的裁切出正确的试片体积,另外有些使用者则只是以重量控制体积,透过比重和体积的乖积,能够获得重量,不管使用哪一种方式,都要确保体积维持在许可的范围内,须知不足的试样无法充满模腔,无法测得正确数据,试样太大会造成合模的困难。因为未硫化橡胶于测试后容易沾粘于模腔或转子上,所以测试时可以高密度PE(HDPE:High Density PE)薄膜纸放在转子及模腔上(图2.示)根据相关规范HDPE的厚度不允许超出0.04mm(0.0015in),以免影响测试结果,有些操作者只放film A,有些操作者同时放film A及film B,这是因为转子非常容易清洁,另外是可更精确的量测到胶料的门尼值,因为量测到的完全是胶料,中间没有掺杂了薄膜纸在其中,但是不管如何,对同样的胶来测试时所用的方式要一致,以避免对比误差的造成。模腔内部花纹目前有二种,这两种方式目前都有人使用,一种为格子状(Serrated)一种为放射状(Radial Grooved)(如图3.示),格子状日系设备用的比较多,但其它国家则是放射状用的较多,一般而言花纹会影响扭力,由于模子结构也有一定可能会有不同,模腔温度也会有些许不同,对测试结果也会有所影响,所以要比对数据时也要注意到所使用的花纹的型式。新式的门尼粘度仪由于结构设计的改善及控制技术的进步,回温速度(Temperature recovery)较快(约30~50秒,旧式约为4~5分钟),且升温时温度超越设定值(over shoot)也很小(约0.3度℃,旧式约1℃),可更精确的控制温度,所量测得出的门尼值也更精确,但是相对的测试结果也会和旧式门尼粘度仪的测试结果会有所不同。

  b.大转子:用于一般的生胶或混练胶,测试时间为预热1分锺,测试4或8分钟(此时间依据测试胶料不同而不同),测试温度为100℃或125℃,测试时间及温度能参考规范对各种不同胶料的试验方法规定,在某些情况下可能会有些非标准的试验方法,那可能是使用者自定的测试方法。

  【注1】:大小转子的选择是以门尼值的大小决定,门尼值很高的话建议用小转子,避免超过机器的最高负荷,反之则用大转子,使门尼值高一点,感度高一点,一般都是使用大转子,除非是门尼值很高的情况才会使用小转子。

  a.小转子:用于粘度值很高的生胶或混练胶,测试时间为预热1分锺,测试4或8分钟(此时间根据测试胶种不同而不同),测试温度为100℃或125℃,测试时间及温度可以借鉴规范对各种不同胶料的试验方法规定,在某些情况下可能会有些非标准的试验方法,那可能是使用者自定的测试方法。

  a.生胶(Unmassed):为控制好混练的均一性,一般生胶都要先控制好粘度值,以避免在混练过程造成困扰,因为不同的粘度胶体的剪切应力不同造成温升不同,混练质量不易控制,所以在生胶时有必要对门尼值给予适度的控制或处理,例如以开练机素练几次以降低门尼值、将不同粘度值的生胶混在一起,调整门尼值、加入适当的加工助剂改变门尼值(如油脂类或其它的加工助剂)……等,让后段加工得以受到控制。

  门尼测试的方法为在密闭的模腔内有一支转子(Rotor),测试温度为100℃、125℃及135℃(此温度用于焦烧(Scorch)测试),测试时先将温度达到设定值(现在新的仪器设计从室温到100℃通常只需时2.5~3分钟,旧系统约需要40~60分钟),再以橡胶试片将转子包覆于模腔正中位置(如图1.示),以每分钟2转(2 rpm,0.21rad/s±0.02 rpm)的速度转动转子,量测其扭力的变化,以其值定义为门尼粘度值