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流變儀之粘彈性曲線原理

發布時間:2022-09-08
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流變儀粘彈曲線的原理:根據轉子或轉盤轉動時,因膠料架橋作用所產生之扭矩變化曲線。彈性曲線的原理:S’=S* X cosδ,S’ 可得到相關之加硫條件參數。粘性曲線的原理:S”=S* X sinδ ,S” 可得到相關之粘性參數。粘性曲線可看出橡膠之加工性。

Loss Angle動的損失角曲線的原理:δ=ab-act,粘彈性比值曲線:tanδ=S”/S’上、下模溫度曲線:測試進行中溫度變化記錄曲線。硫化速率曲線:架橋過程中相鄰兩點間之斜率值之曲線。粘彈綜合曲線:S*= S’2+S”2流變儀圖形及數據之判讀及運用:

流變儀之標準硫化曲線如下:


第一區為加工區:在此一時間內橡膠具有可塑性。此段時間愈長愈易于加工,但產能將降低,扭力值愈低橡膠流動性愈好。


第二區為硫化區:在此一時間內為架橋過程。以相同的材料而言此段時間愈長,物性通常會較佳。


第三區為物理性質區:此一區段可判讀成品之物理性質。


硫化時間(TC – Time of Curing):一般而言國人的習慣此數據取90,這個時間通常稱之為最適加硫時間,也就是說當加硫至此一時間就可自模具中將成品取出,其定義為加硫至90%所需之時間,其計算公式為:

MC90=(MH-ML)*90%+ML此點所對應之時間(TC)


最低扭力值(ML – Min Torque):此數據可作為加工特性之參考。最低扭力與在同樣試驗溫度下之門尼粘度成正比,通常此值愈低愈易于加工,但也容易產生毛邊。


最高扭力值(MH – Max Torque):此數據可作為成品物性之參考。最高扭力值是衡量在試驗溫度下,只改變促進劑時,膠料剪切模數或硬度的尺度,也是衡量定伸強度和交聯密度變化的有效尺度。


加硫指數(CRI – Cure Rate Index):總加硫時間,即CRI=100/(T90-T2)。這是計算硫化反應速度的指針。動的損失角(Loss Angle):橡膠粘彈性比值之Tanδ,高分子本身具有粘彈特性,舉例來說,一條橡皮筋原本長度為1公分當施以一外力時長度變為5公分,當外力消失時長度并非變為原來的1公分,而是是變為1.1公分,而這0.1公分的差值在流變機上,由于是作搖擺運動所以稱之為動的損失角,詳細說明可參考第四大項。一般而言高能量吸收(如橡膠振動吸收器)的材料其tanδ值需愈高,高彈力(如橡膠帶)的材料其tanδ值需低一點。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,產品之物理性,下列幾例說明這種特性。

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