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流变仪之粘弹性曲线原理

发布时间:2022-09-08
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流变仪粘弹曲线的原理:根据转子或转盘转动时,因胶料架桥作用所产生之扭矩变化曲线。弹性曲线的原理:S’=S* X cosδ,S’ 可得到相关之加硫条件参数。粘性曲线的原理:S”=S* X sinδ ,S” 可得到相关之粘性参数。粘性曲线可看出橡胶之加工性。

Loss Angle动的损失角曲线的原理:δ=ab-act,粘弹性比值曲线:tanδ=S”/S’上、下模温度曲线:测试进行中温度变化记录曲线。硫化速率曲线:架桥过程中相邻两点间之斜率值之曲线。粘弹综合曲线:S*= S’2+S”2流变仪图形及数据之判读及运用:

流变仪之标准硫化曲线如下:


第一区为加工区:在此一时间内橡胶具有可塑性。此段时间愈长愈易于加工,但产能将降低,扭力值愈低橡胶流动性愈好。


第二区为硫化区:在此一时间内为架桥过程。以相同的材料而言此段时间愈长,物性通常会较佳。


第三区为物理性质区:此一区段可判读成品之物理性质。


硫化时间(TC – Time of Curing):一般而言国人的习惯此数据取90,这个时间通常称之为最适加硫时间,也就是说当加硫至此一时间就可自模具中将成品取出,其定义为加硫至90%所需之时间,其计算公式为:

MC90=(MH-ML)*90%+ML此点所对应之时间(TC)


最低扭力值(ML – Min Torque):此数据可作为加工特性之参考。最低扭力与在同样试验温度下之门尼粘度成正比,通常此值愈低愈易于加工,但也容易产生毛边。


最高扭力值(MH – Max Torque):此数据可作为成品物性之参考。最高扭力值是衡量在试验温度下,只改变促进剂时,胶料剪切模数或硬度的尺度,也是衡量定伸强度和交联密度变化的有效尺度。


加硫指数(CRI – Cure Rate Index):总加硫时间,即CRI=100/(T90-T2)。这是计算硫化反应速度的指针。动的损失角(Loss Angle):橡胶粘弹性比值之Tanδ,高分子本身具有粘弹特性,举例来说,一条橡皮筋原本长度为1公分当施以一外力时长度变为5公分,当外力消失时长度并非变为原来的1公分,而是是变为1.1公分,而这0.1公分的差值在流变机上,由于是作摇摆运动所以称之为动的损失角,详细说明可参考第四大项。一般而言高能量吸收(如橡胶振动吸收器)的材料其tanδ值需愈高,高弹力(如橡胶带)的材料其tanδ值需低一点。新的硫变仪提供新的粘性曲线及弹性曲线,此分离出之两种曲线可更明确的看出材料之加工特性及,产品之物理性,下列几例说明这种特性。