硫化曲線介紹

1、ab力mcmststc一. 流變儀之各種曲線之原理：1. s*粘彈曲線的原理：根據(jù)轉(zhuǎn)子或轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，因膠料架橋作用所產(chǎn)生之扭矩變化曲線。a c b2.3.s*= s2+s”s*2s”=ab-acs彈性曲線的原理：s=s* x cos，s 可得到相關(guān)之加硫條件參數(shù)。ss”粘性曲線的原理：s”=s* x sin ，s” 可得到相關(guān)之粘性參數(shù)。粘性曲線可看出橡膠之加工性。4.5.6.loss angle 動(dòng)的損失角曲線的原理：=ab-acactan 粘彈性比值曲線：tan=s”/s上、下模溫度曲線：測(cè)試進(jìn)行中溫度變化記錄曲線。7.硫化速率曲線：架橋過(guò)程中相鄰兩點(diǎn)間之斜率值之曲線。8. 粘彈綜合曲線：

2、s*= s2+s”2二. 流變儀圖形及數(shù)據(jù)之判讀及運(yùn)用： 流變儀之標(biāo)準(zhǔn)硫化曲線如下：加工特性區(qū) 扭其中共分為三大區(qū)：硫化區(qū)時(shí)間物性質(zhì)區(qū)1. 第一區(qū)為加工區(qū)：在此一時(shí)間內(nèi)橡膠具有可塑性。此段時(shí)間愈長(zhǎng)愈易于加工，但產(chǎn)能將降低，扭 力值愈低橡膠流動(dòng)性愈好。2. 第二區(qū)為硫化區(qū)：在此一時(shí)間內(nèi)為架橋過(guò)程。以相同的材料而言此段時(shí)間愈長(zhǎng)，物性通常會(huì)較佳。 3. 第三區(qū)為物理性質(zhì)區(qū)：此一區(qū)段可判讀成品之物理性質(zhì)。由曲線中可得數(shù)據(jù)說(shuō)明如下：扭1. 力焦燒時(shí)間(ts time of scorch)：一般而言國(guó)人的習(xí)慣此數(shù)據(jù)取 2，這個(gè)時(shí)間通常稱之為加工安全 時(shí)間，也就是超過(guò)此時(shí)間橡膠已架橋失去了流動(dòng)性，這是衡量模

3、內(nèi)流動(dòng)時(shí)間的尺度，在低溫下，mh它是衡量加工性能的指數(shù)，它與門(mén)尼焦燒相似。事實(shí)上，如果流變儀和門(mén)尼試驗(yàn)的溫度相同時(shí)， 流變儀的 ts2 和門(mén)尼的 ts35 有密切關(guān)系。以 ts2 為例，其定義為最低扭力值加 2 個(gè)單位所對(duì)ml應(yīng)的時(shí)間：ms2=ml+2 此點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的時(shí)間(ts)時(shí)間2. 硫化時(shí)間(tc time of curing)：一般而言國(guó)人的習(xí)慣此數(shù)據(jù)取 90，這個(gè)時(shí)間通常稱之為最適加 硫時(shí)間，也就是說(shuō)當(dāng)加硫至此一時(shí)間就可自模具中將成品取出，其定義為加硫至 90%所需之時(shí) 間，其計(jì)算公式為：mc90=(mh-ml)*90%+ml 此點(diǎn)所對(duì)應(yīng)之時(shí)間(tc)3. 最低扭力值(ml min t

4、orque)：此數(shù)據(jù)可作為加工特性之參考。最低扭力與在同樣試驗(yàn)溫度下之 門(mén)尼粘度成正比，通常此值愈低愈易于加工，但也容易產(chǎn)生毛邊。4. 最高扭力值(mh max torque)：此數(shù)據(jù)可作為成品物性之參考。最高扭力值是衡量在試驗(yàn)溫度 下，只改變促進(jìn)劑時(shí)，膠料剪切模數(shù)或硬度的尺度，也是衡量定伸強(qiáng)度和交聯(lián)密度變化的有效otd flexometer heat builup, deg. csd.ta)(尺度。5. 加硫指數(shù)(cri cure rate index)：總加硫時(shí)間，即 cri=100/(t90-t2)。這是計(jì)算硫化反應(yīng)速度的 指針。6. 動(dòng)的損失角(loss angle)：橡膠粘彈性比值之

5、 tan，高分子本身具有粘彈特性，舉例來(lái)說(shuō)，一 條橡皮筋原本長(zhǎng)度為 1 公分當(dāng)施以一外力時(shí)長(zhǎng)度變?yōu)?5 公分，當(dāng)外力消失時(shí)長(zhǎng)度并非變?yōu)樵瓉?lái) 的 1 公分，而是是變?yōu)楣?，而這公分的差值在流變機(jī)上，由于是作搖擺運(yùn)動(dòng)所以稱之為動(dòng)的 損失角，詳細(xì)說(shuō)明可參考第四大項(xiàng)。一般而言高能量吸收(如橡膠振動(dòng)吸收器)的材料其 tan值 需愈高，高彈力(如橡膠帶)的材料其 tan值需低一點(diǎn)。7. 新的硫變儀提供新的粘性曲線及彈性曲線，此分離出之兩種曲線可更明確的看出材料之加工特 性及，產(chǎn)品之物理性，下列幾例說(shuō)明這種特性：a. 圖中比較 2 種不同 cis 含量之丁二烯橡膠，圖中硫化開(kāi)始前的粘性曲線(s”)相當(dāng)不同。

6、因此 雖然最終產(chǎn)品性質(zhì)可能相同，但現(xiàn)場(chǎng)預(yù)期將有不同的加工特性，這是傳統(tǒng)流變儀所無(wú)法提 供解析的。加工特性區(qū)21加硫區(qū)s”物理性質(zhì)區(qū)21 1. 9698% ciscis 含量對(duì)于 br 粘彈性質(zhì)之效應(yīng)2. 93% cisb. 圖中為相同 nr 配方中 3 種不同級(jí)別碳黑的比較。硫化曲線(s)都很相似，但粘性曲線(s”) 則有明顯差別，此時(shí)，粘性曲線可能指出假使誤用碳黑，則完全硫化橡膠則有潛在的現(xiàn)場(chǎng) 問(wèn)題。這些問(wèn)題無(wú)法透過(guò)單獨(dú)硫化曲線而查覺(jué)。ss”碳黑級(jí)別對(duì)于 nr 粘彈性質(zhì)的效應(yīng)c.cmdr s” vs. goodrich flexometer061cured nrn220amn550n330n由上圖可看出當(dāng)使用不同種類(lèi)的碳黑時(shí)，s”值也會(huì)不同，壓縮升熱之升溫值也會(huì)不同，圖示使 ”用碳黑 n220 時(shí)其溫升較高。rdmco uncured nr05由上圖1可看出未硫化橡%mpt膠混練程die度不swell,同，會(huì)100產(chǎn)生o不c,30同的1/sectan（heat）值，其口型膨脹率也會(huì)不同。 e. carbon black levelsnattan() vs. die swello0由5%mpt die swell, 100oc,30 1/sec heata)(06由上圖可看出硫化橡膠 s”高時(shí)，其反彈系數(shù)愈低。1tmc上圖