橡膠密封條擠出流動性的新型評價方法

高鐵檢測儀器

     摘要：高分子材料加工工藝絕大多數(shù)都是在各種流動過程完成，膠料流動性能的好壞直接影響到膠料混煉的均勻性及制品的尺寸穩(wěn)定性，目前通常使用門尼黏度來表征。但橡膠在實際生產(chǎn)加工過程中，要經(jīng)歷塑煉、混煉、壓延、擠出等多種加工工序，其剪切速率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于門尼粘度的測試范圍。單單用門尼黏度一個指標(biāo)來表征膠料的流動性能，存在一定的局限性。本文主要提供一種橡膠密封條擠出流動性的新型評價方法，更加貼近生產(chǎn)工藝，可高速有效的控制膠料質(zhì)量，助于加工工藝改進(jìn)以及指導(dǎo)材料研究。

     關(guān)鍵詞：橡膠密封條，擠出成型，流動性，加工性能； 

     橡膠屬高分子材料，高分子的運動特征與低分子的運動特征有很多不同之處。它具有鏈段、鏈節(jié)、支鏈、側(cè)基和整個分子鏈多種運動單元^【1】。橡膠中加入多種配合劑，使得橡膠運動更加復(fù)雜，存在剪切變稀的現(xiàn)象，即橡膠材料在不同的剪切速率下，具有不同的粘性和流動性，呈現(xiàn)不同的加工性能。因此，真實的模擬橡膠實際擠出過程，必須在剪切速率范圍內(nèi)測試，從而獲得相應(yīng)的參數(shù)，才能更好的表征橡膠加工性能，以優(yōu)化加工條件，保證膠料質(zhì)量的穩(wěn)定。

     對于膠料的性質(zhì)，國內(nèi)外研究最多的就是流變學(xué)，流變學(xué)主要研究材料流動及變形規(guī)律。而膠料流動性主要影響膠料后續(xù)加工性^【2】。傳統(tǒng)流動性測試通常采用門尼黏度值來表征，在固定轉(zhuǎn)速條件下測試膠料的轉(zhuǎn)矩，其剪切速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于橡膠實際混煉、壓延、擠出等工藝中受到剪切速率，門尼粘度機(jī)只能在較小范圍模擬橡膠加工工藝的的剪切速率范圍。因此，僅僅使用門尼黏度值來表征膠料的流動性或加工性能是不夠的。橡膠擠出流動性試驗機(jī)可以涵蓋大多數(shù)加工工藝的剪切速率范圍，可以滿足不同的測試需求。

圖1 不同加工工藝對應(yīng)的剪切速率圖

橡膠擠出流動性測試原理是將生膠或混煉膠料裝于柱塞式流動性測試儀圓柱形料筒內(nèi)，加熱到設(shè)定溫度后，由驅(qū)動裝置驅(qū)動柱塞在料筒內(nèi)以恒定壓力擠壓試樣，強(qiáng)迫試樣通過料筒底部的毛細(xì)口模以測定其流變性能。通過對試樣在毛細(xì)管口模中的流場分析，計算剪切應(yīng)力、剪切速率和剪切粘度，并可通過恒定的時間內(nèi)試樣在恒定溫度、壓力條件下模具擠出體積的量來表征橡膠的流動性能。

圖2 RCR-6000橡膠擠出流動性試驗機(jī)

橡膠密封條因其形狀復(fù)雜，通常采用擠出成型工藝生產(chǎn)，通過口?？刂剖鼓z料具有一定的形狀。在此過程中，影響膠料最終成型的因素有很多，如膠料配方、擠出溫度、擠出速率、口型尺寸等等?？赏ㄟ^橡膠擠出流動性測試設(shè)置不同的溫度、壓力及剪切速率等條件，模擬實現(xiàn)不同測試工藝條件，更加精準(zhǔn)的指導(dǎo)擠出成型工藝制品的加工。例如，橡膠密封條實際生產(chǎn)時，擠出溫度是基礎(chǔ)工藝的關(guān)鍵，其過高或過低，均會影響擠出速率和產(chǎn)品表面的光滑程度。選擇適宜的溫度方能保證半成品不出現(xiàn)過度焦燒，表面不發(fā)生毛躁和起泡。    

對于密封行業(yè)來說，要整體提升產(chǎn)品質(zhì)量，穩(wěn)定生產(chǎn)，降低次品，提升效率，就需要從細(xì)微處入手。橡膠擠出流動性分析儀可以通過更加真實有效的性能參數(shù)指導(dǎo)加工工藝，彌補(bǔ)傳統(tǒng)表征方式的不足，助于把控產(chǎn)品質(zhì)量，提升產(chǎn)品性能。

參考文獻(xiàn)

1 山東化工學(xué)院橡膠工藝學(xué)教研室.橡膠工藝?yán)碚摶A(chǔ).

2 膠料流動性測試機(jī)理及實驗研究