橡膠密封條擠出流動(dòng)性的新型評(píng)價(jià)方法

高鐵檢測(cè)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(dòng)過程完成，膠料流動(dòng)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(shí)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(cè)試范圍。單單用門尼黏度一個(gè)指標(biāo)來表征膠料的流動(dòng)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(dòng)性的新型評(píng)價(jià)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(dòng)性，加工性能； 

     橡膠屬高分子材料，高分子的運(yùn)動(dòng)特征與低分子的運(yùn)動(dòng)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(gè)分子鏈多種運(yùn)動(dòng)單元^【1】。橡膠中加入多種配合劑，使得橡膠運(yùn)動(dòng)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(dòng)性，呈現(xiàn)不同的加工性能。因此，真實(shí)的模擬橡膠實(shí)際擠出過程，必須在剪切速率范圍內(nèi)測(cè)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(duì)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(dòng)及變形規(guī)律。而膠料流動(dòng)性主要影響膠料后續(xù)加工性^【2】。傳統(tǒng)流動(dòng)性測(cè)試通常采用門尼黏度值來表征，在固定轉(zhuǎn)速條件下測(cè)試膠料的轉(zhuǎn)矩，其剪切速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于橡膠實(shí)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(dòng)性或加工性能是不夠的。橡膠擠出流動(dòng)性試驗(yàn)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(cè)試需求。

圖1 不同加工工藝對(duì)應(yīng)的剪切速率圖

橡膠擠出流動(dòng)性測(cè)試原理是將生膠或混煉膠料裝于柱塞式流動(dòng)性測(cè)試儀圓柱形料筒內(nèi)，加熱到設(shè)定溫度后，由驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)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(cè)定其流變性能。通過對(duì)試樣在毛細(xì)管口模中的流場(chǎng)分析，計(jì)算剪切應(yīng)力、剪切速率和剪切粘度，并可通過恒定的時(shí)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(dòng)性能。

圖2 RCR-6000橡膠擠出流動(dòng)性試驗(yàn)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(dòng)性測(cè)試設(shè)置不同的溫度、壓力及剪切速率等條件，模擬實(shí)現(xiàn)不同測(cè)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(shí)際生產(chǎn)時(shí)，擠出溫度是基礎(chǔ)工藝的關(guān)鍵，其過高或過低，均會(huì)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(duì)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(dòng)性分析儀可以通過更加真實(shí)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(dòng)性測(cè)試機(jī)理及實(shí)驗(yàn)研究