1、2022-12-15橡胶工艺试验(1)橡胶工艺试验橡胶工艺试验(1)橡胶工艺试验(1)主要内容主要内容 橡胶工程试验的重要性橡胶工程试验的重要性 混炼胶及硫化胶试样的制备混炼胶及硫化胶试样的制备 试验条件及结果处理试验条件及结果处理 未硫化胶的性能检测未硫化胶的性能检测 硫化胶的性能检测硫化胶的性能检测橡胶工艺试验(1)绪论绪论一、橡胶工程试验的重要性一、橡胶工程试验的重要性1、为配方设计人员提供设计信息，决定设计方向，是新产品、为配方设计人员提供设计信息，决定设计方向，是新产品开发的必要环节；开发的必要环节；2、为生产人员控制生产工艺提供监督手段，是保证产品质量、为生产人员控制生产工艺提供监
2、督手段，是保证产品质量稳定性的重要途径；稳定性的重要途径；3、为产品性能评价及使用提供鉴定依据，是确保产品正常使、为产品性能评价及使用提供鉴定依据，是确保产品正常使用的必要措施。用的必要措施。橡胶工艺试验(1)二、橡胶工程试验的主要内容二、橡胶工程试验的主要内容试验内容试验内容原材料的质量检验原材料的质量检验生胶的检测生胶的检测配合剂技术指标检测配合剂技术指标检测加工过程中的质量控制加工过程中的质量控制工艺条件控制工艺条件控制混炼胶技术指标控制混炼胶技术指标控制成品的性能检测成品的性能检测成品中硫化胶性能检测成品中硫化胶性能检测成品使用性能检测成品使用性能检测橡胶工艺试验(1)三、橡胶性能测试
3、的一般要求三、橡胶性能测试的一般要求（GB6038-93）（一）配料的要求（一）配料的要求1、原材料的贮存、原材料的贮存要求要求符合国家或企业颁布的相关技术标准的规定符合国家或企业颁布的相关技术标准的规定 配合剂干燥处理后应存放于防潮密封容器内配合剂干燥处理后应存放于防潮密封容器内 原材料存放时间不要超过一年，易吸潮的不能超过半年原材料存放时间不要超过一年，易吸潮的不能超过半年 生胶、炭黑和各种配合剂应分别存放生胶、炭黑和各种配合剂应分别存放 原材料应及时登记入账，注明名称、产地、数量原材料应及时登记入账，注明名称、产地、数量 库房应通风，防潮，防腐库房应通风，防潮，防腐 橡胶工艺试验(1)2
4、、原材料的称量、原材料的称量 根据试验的根据试验的批混炼量批混炼量确定每种原材料的实际质量，采用确定每种原材料的实际质量，采用合合适精度的衡器适精度的衡器称量各种原材料，并称量各种原材料，并控制控制在一定在一定误差误差范围内。范围内。称量的仪器设备：称量的仪器设备：生胶、填料：生胶、填料：5Kg台称台称，精确到，精确到1g；其他配合剂：其他配合剂：100g、200g、500g天平天平 天平精确度最好为天平精确度最好为0.01g称量方法：称量方法：手工称量：需要防错防漏，效率低，劳动强度大，易飞手工称量：需要防错防漏，效率低，劳动强度大，易飞扬扬 半自动称量：称量准确，劳动强度较低，易飞扬半自动
5、称量：称量准确，劳动强度较低，易飞扬 全自动称量：称量准确，效率高，劳动强度低，设备贵。全自动称量：称量准确，效率高，劳动强度低，设备贵。橡胶工艺试验(1)称量允许的误差：称量允许的误差：生胶和炭黑的称量应精确至生胶和炭黑的称量应精确至1g油类应精确至油类应精确至1g或或1%硫黄和促进剂精确至硫黄和促进剂精确至0.02g氧化锌和硬脂酸精确至氧化锌和硬脂酸精确至0.1g所有其它配合剂应精确至所有其它配合剂应精确至1%在标准温度和湿度下进行。当日配料，当日用完。需要过在标准温度和湿度下进行。当日配料，当日用完。需要过夜，应存放于干燥器内。夜，应存放于干燥器内。称量误差称量误差橡胶工艺试验(1)（二
6、）混炼的要求（二）混炼的要求1、混炼设备、混炼设备160320mm双辊筒开炼机双辊筒开炼机1.57L剪切型密炼机剪切型密炼机2、批混炼量、批混炼量批混炼量批混炼量：一次加工所制得的胶料总量。：一次加工所制得的胶料总量。标准标准开炼机开炼机批混炼量为批混炼量为基本配方的四倍基本配方的四倍，最低为，最低为2倍；倍；标准标准密炼机密炼机批混炼量为其批混炼量为其额定容量乘额定容量乘以以混炼胶的密度。混炼胶的密度。橡胶工艺试验(1)3、混炼工艺条件及混炼过程、混炼工艺条件及混炼过程（1）开炼机混炼工艺条件）开炼机混炼工艺条件工艺条件工艺条件辊距辊距（影响最大）（影响最大）辊温辊温（起始温度）（起始温度）
7、混炼时间混炼时间（各材料混炼时间及总混炼时间）（各材料混炼时间及总混炼时间）加料顺序（合理，相同）加料顺序（合理，相同）薄通打三角包次数薄通打三角包次数辊速和速比辊速和速比 开炼机混炼工艺条件对混炼胶质量有明显影响，需严加开炼机混炼工艺条件对混炼胶质量有明显影响，需严加控制。控制。橡胶工艺试验(1)辊筒直径（外径），辊筒直径（外径），mm 150155辊筒长度（两挡胶板间），辊筒长度（两挡胶板间），mm 250280前辊筒（慢辊）转速，前辊筒（慢辊）转速，r/min 241辊筒速比辊筒速比 1.0 1.4两辊筒间隙（可调），两辊筒间隙（可调），mm 0.28.0辊距允许偏差辊距允许偏差 10%
8、获获0.05mm，取其中较大者，取其中较大者控温偏差，控温偏差，5 HG/T3-1615标准规定标准规定，实验室用开炼机的主要技术特征：，实验室用开炼机的主要技术特征：橡胶工艺试验(1)开炼机混炼辊距的确定：开炼机混炼辊距的确定：根据炼胶量确定根据炼胶量确定 胶量（克）胶量（克）30050070010001200天然胶天然胶/mm 1.40.2 2.20.2 2.80.2 3.80.2 4.30.2合成胶合成胶/mm 1.10.2 1.80.2 2.00.2辊距测定方法：辊距测定方法：门尼粘度门尼粘度大于50，尺寸约尺寸约75mm75mm6mm的的混炼胶，及两根铅条。混炼胶，及两根铅条。橡胶工
9、艺试验(1)开炼机混炼辊筒温度的确定：开炼机混炼辊筒温度的确定：不同胶料开炼机混炼时辊筒温度不同胶料开炼机混炼时辊筒温度胶胶 种种辊辊 温温前辊前辊后辊后辊天然胶天然胶55605055丁苯胶丁苯胶45505055氯丁胶氯丁胶35454050丁基胶丁基胶40455560丁腈胶丁腈胶4045顺丁胶顺丁胶40604060三元乙丙胶三元乙丙胶607585左右左右氯磺化聚乙烯氯磺化聚乙烯40704070氟橡胶氟橡胶232777877787丙烯酸酯橡胶丙烯酸酯橡胶40553050升温方法：电、油、水加热系统加热，废胶混炼加热；升温方法：电、油、水加热系统加热，废胶混炼加热；测温方法：旋转式温度计、红外线测
10、温仪。测温方法：旋转式温度计、红外线测温仪。橡胶工艺试验(1)开炼机混炼加料顺序的确定：开炼机混炼加料顺序的确定：生胶（塑炼胶、母炼胶、再生胶）生胶（塑炼胶、母炼胶、再生胶）固体软化剂（树脂）固体软化剂（树脂）小药（中慢速促进剂、活化剂、防老剂、分散剂等）小药（中慢速促进剂、活化剂、防老剂、分散剂等）填料（炭黑、陶土、碳酸钙等）填料（炭黑、陶土、碳酸钙等）液体油料（石蜡油、环烷油、芳烃油等）液体油料（石蜡油、环烷油、芳烃油等）硫化剂、超速级促进剂、防焦剂硫化剂、超速级促进剂、防焦剂原则：原则：（1）用量小、作用大的配合剂先加；）用量小、作用大的配合剂先加；（2）难分散的配合剂先加；）难分散的配
11、合剂先加；（3）用量多、易分散的配合剂后加；）用量多、易分散的配合剂后加；（4）对温度敏感的配合剂后加）对温度敏感的配合剂后加（硫化剂与超速级促进剂）（硫化剂与超速级促进剂）（5）增塑剂在填料之后加或与填料交替加；）增塑剂在填料之后加或与填料交替加；（6）硫化剂与促进剂分开加。）硫化剂与促进剂分开加。橡胶工艺试验(1)开炼机混炼时间的确定：开炼机混炼时间的确定：生胶、塑炼胶、再生胶包辊生胶、塑炼胶、再生胶包辊 12 23固体软化剂（辊筒温度要高）固体软化剂（辊筒温度要高）12 23小药小药 23 23补强、填充剂补强、填充剂 510 35液体软化剂液体软化剂 23 23硫化剂、超速促进剂硫化剂
12、、超速促进剂 23 23薄通薄通 23下片下片 12合计合计 1628操作步骤操作步骤时间时间/min 混炼总时间不应超过混炼总时间不应超过30min，不能短于，不能短于10min，根据炼胶，根据炼胶量及配方组成确定。量及配方组成确定。割刀次数割刀次数橡胶工艺试验(1)辊速和速比的确定：辊速和速比的确定：大多数大多数160160开炼机辊速和速比是固定的。开炼机辊速和速比是固定的。前辊转速：前辊转速：(24(241）r/minr/min；速比：速比：1:1.41:1.4薄通次数确定：薄通次数确定：56遍，辊距遍，辊距0.5mm。橡胶工艺试验(1)（2）密炼机混炼工艺条件）密炼机混炼工艺条件工艺条
13、件工艺条件转子转速转子转速密炼室混炼起始温度密炼室混炼起始温度上顶栓压力上顶栓压力冷却水温度冷却水温度混炼时间混炼时间加料顺序加料顺序排胶温度排胶温度橡胶工艺试验(1)密炼机的主要技术特征密炼机的主要技术特征：本伯里（本伯里（Benbory）切向式密炼机技术特征切向式密炼机技术特征 转子型式转子型式 非啮合转子或切向式转子非啮合转子或切向式转子 混炼室容积，混炼室容积，L 1.57 额定混炼容量，额定混炼容量，L 1.170.04 转子转速（快转子），转子转速（快转子），r/min 7710或或11010 转子速比转子速比 1.125 1 转子间隙，转子间隙，mm 新新 2.381.13；旧旧
14、 3.70 功率（快转子），功率（快转子），KW 0.13 上顶栓混炼时压力，上顶栓混炼时压力，MPa 0.50.8 橡胶工艺试验(1)额定容量，额定容量，L 1.000转子转速，转子转速，r/min 55转子速比转子速比 1 1转子间隙，转子间隙，mm 新新 2.452.50 旧旧 5功率，功率，kw 0.227上顶栓混炼时压力，上顶栓混炼时压力，MPa 0.3啮合式密炼机技术特征啮合式密炼机技术特征（ISO 2393）橡胶工艺试验(1)密炼机混炼起始温度密炼机混炼起始温度：45、6060、90（白炭黑（白炭黑+Si-69）冷却水温度：冷却水温度：404045排胶温度：排胶温度：一段混炼一段
15、混炼 100130 分段混炼第一段分段混炼第一段 145155，最高不要超过，最高不要超过160 分段混炼第二段分段混炼第二段 100130 分段混炼终炼加硫分段混炼终炼加硫 110 分段混炼终炼加不溶硫分段混炼终炼加不溶硫 9095，最高不要超过，最高不要超过105橡胶工艺试验(1)上顶栓压力：上顶栓压力：慢速：慢速：0.50.6MPa 中快速：中快速：0.60.8MPa混炼时间：混炼时间：加料过程加料过程 时间时间/min 生胶塑炼生胶塑炼 1 小料小料 1.5 填料填料 3 油料油料 1.5 排胶排胶 开炼机上加硫化剂开炼机上加硫化剂 12（辊距（辊距3.8mm）橡胶工艺试验(1)混炼后
16、胶料应称重，胶料质量与所有原材料总质量之差混炼后胶料应称重，胶料质量与所有原材料总质量之差为为-1.5%0.5%。混炼胶应放置在平整、干净、干燥的金属表面上冷却至混炼胶应放置在平整、干净、干燥的金属表面上冷却至室温，用铝箔或塑料薄膜包好，以防污染。室温，用铝箔或塑料薄膜包好，以防污染。贴标签注明胶料配方编号，混炼日期；标明压延方向。贴标签注明胶料配方编号，混炼日期；标明压延方向。混炼胶应在标准条件下（温度、湿度）停放混炼胶应在标准条件下（温度、湿度）停放224h。5、混炼胶称重、停放、混炼胶称重、停放4、下片厚度的要求、下片厚度的要求试样名称试样名称拉伸撕裂拉伸撕裂阿克隆磨耗阿克隆磨耗回弹回弹
17、硫化特性硫化特性门尼黏度门尼黏度厚度厚度/mm2.40.23.50.24.57.02.03.06.00.2下片厚度下片厚度橡胶工艺试验(1)6、混炼安全操作注意事项、混炼安全操作注意事项（1）穿戴好工作服）穿戴好工作服 扎好袖口，禁止腰系绳、带、胶皮，严禁披衣操作；扎好袖口，禁止腰系绳、带、胶皮，严禁披衣操作；长发者扎好发辫，带上工作帽和口罩。长发者扎好发辫，带上工作帽和口罩。（2）实验前要检查设备是否运转正常。）实验前要检查设备是否运转正常。（3）至少两人操作，互相照应。）至少两人操作，互相照应。（4）严禁偏辊（辊距大小不同）操作（易伤辊筒和轴承）严禁偏辊（辊距大小不同）操作（易伤辊筒和轴承
18、）（5）高门尼生胶需先烘胶，切块，加胶时靠近大驱动齿轮）高门尼生胶需先烘胶，切块，加胶时靠近大驱动齿轮一端加入。严禁将大块冷硬韧的胶料加到冷辊筒上。一端加入。严禁将大块冷硬韧的胶料加到冷辊筒上。（6）割胶时不准硬拉硬扯，严禁一手加料，一手接料。）割胶时不准硬拉硬扯，严禁一手加料，一手接料。（7）严禁用手压堆积胶；推胶时用拳头，不能超过安全线）严禁用手压堆积胶；推胶时用拳头，不能超过安全线（8）试辊筒温度时手与辊筒转动方向相反。）试辊筒温度时手与辊筒转动方向相反。（9）禁止带刀打三角包、打卷；禁止在辊筒旋转的情况下）禁止带刀打三角包、打卷；禁止在辊筒旋转的情况下清理挡胶板上粘附的胶料；禁止带负荷
19、启动设备。清理挡胶板上粘附的胶料；禁止带负荷启动设备。橡胶工艺试验(1)（三）硫化的要求（三）硫化的要求 混炼后的胶料要在标准温度、湿度下调节混炼后的胶料要在标准温度、湿度下调节224h，才可进，才可进行硫化操作。行硫化操作。硫化的要求：硫化的要求：(1)硫化机对模具压力应不低于硫化机对模具压力应不低于3.5MPa(2)硫化机两热板加压面应相互平行硫化机两热板加压面应相互平行(3)同一热板内最大温差不超过同一热板内最大温差不超过1(4)硫化之前要将模具预热至规定的硫化温度硫化之前要将模具预热至规定的硫化温度1范围内范围内(5)每层热板仅允许放置一个模具每层热板仅允许放置一个模具(6)开模立即取
20、出硫化胶片，放入室温水中冷却开模立即取出硫化胶片，放入室温水中冷却1015min(7)按标准试样的形状和压延方向从混炼胶上裁取未硫化试片按标准试样的形状和压延方向从混炼胶上裁取未硫化试片(8)模具面积不应小于硫化机活塞面积，否则需加垫片。模具面积不应小于硫化机活塞面积，否则需加垫片。橡胶工艺试验(1)试样胶料的剪取方法：试样胶料的剪取方法：拉伸试片：拉伸试片：阿克隆磨耗条：阿克隆磨耗条：屈挠疲劳试样：屈挠疲劳试样：撕裂试样：撕裂试样：回弹试样回弹试样压缩生热试样压缩生热试样压缩变形压缩变形试样质量：试样质量：M=模腔体积模腔体积胶料密度胶料密度橡胶工艺试验(1)硫化时注意事项：硫化时注意事项：
21、（1）裁样过程中应保持胶料清洁，不能粘有杂质或灰尘）裁样过程中应保持胶料清洁，不能粘有杂质或灰尘（2）试样大小要合适完整，不要拼接，厚度略大于标准样；）试样大小要合适完整，不要拼接，厚度略大于标准样；（3）装模要迅速，一般不超过）装模要迅速，一般不超过2min；（4）模具要放在平板的中央；）模具要放在平板的中央；（5）试样要标记，防止弄混；）试样要标记，防止弄混；（6）启模时不要用尖锐的硬件划试样表面；）启模时不要用尖锐的硬件划试样表面；（7）注意硫化机是否掉压，要）注意硫化机是否掉压，要保持压力稳定保持压力稳定；（8）同一批胶料用同一台硫化机，在相同条件下硫化；）同一批胶料用同一台硫化机，在
22、相同条件下硫化；（9）试样取出后要立即投入室温水中冷却；）试样取出后要立即投入室温水中冷却；（10）硫化时间误差不超过）硫化时间误差不超过20s；（11）连续硫化时，模具）连续硫化时，模具敞开时间不宜过长敞开时间不宜过长，否则需重新预热，否则需重新预热橡胶工艺试验(1)二、试样制备（二、试样制备（HG/T 2198-91、GB/T9865.1-1996）拉伸、撕裂试样的裁切拉伸、撕裂试样的裁切：试片裁刀在裁片时用水或中性肥皂水溶液湿润试片裁刀在裁片时用水或中性肥皂水溶液湿润 裁片时，一次只准裁一个试样，不准迭在一起，不准重刀裁片时，一次只准裁一个试样，不准迭在一起，不准重刀试样的工作部分不应有
23、任何缺陷和机械损伤试样的工作部分不应有任何缺陷和机械损伤 裁片时片状试样受力方向应与压延方向一致裁片时片状试样受力方向应与压延方向一致 同一批试样要用同一方法、同一设备制备同一批试样要用同一方法、同一设备制备 试样规格要一样，使用同一裁刀裁切样品试样规格要一样，使用同一裁刀裁切样品 垫板要不断更换位置，不能有重痕。垫板要不断更换位置，不能有重痕。橡胶工艺试验(1)三、试验条件（三、试验条件（GB/T 2941-91、ISO 471-1983）标准温度应为标准温度应为232，仲裁鉴定试验的温度必须是，仲裁鉴定试验的温度必须是23 实验温度为实验温度为23时，标准相对湿度为时，标准相对湿度为50%
24、5%试验温度为试验温度为27时，相对湿度为时，相对湿度为65%5%优先温度优先温度：a.-80、-70、-55、-40、-25、-10、0；b.40、50、70、85、100、125；c.150、175、200、225、250、275、300。试验与硫化之间的时间间隔试验与硫化之间的时间间隔 时间间隔最短是时间间隔最短是16h 最长为四个星期最长为四个星期 产品试验，不得超过三个月产品试验，不得超过三个月 橡胶工艺试验(1)四、实验数据处理（四、实验数据处理（HG/T 2198-91）结果确定结果确定平均值平均值中值中值有效数据的确定：有效数据的确定：将超过偏差的数据剔除，剩下数据为有效数据。
25、如果有将超过偏差的数据剔除，剩下数据为有效数据。如果有效数据不到要求的最低数量时，实验结果报废，需重新试验。效数据不到要求的最低数量时，实验结果报废，需重新试验。试验结果是有效数据的平均值或中值。试验结果是有效数据的平均值或中值。中值：有效数据为奇数时，中间的数据为结果；中值：有效数据为奇数时，中间的数据为结果；有效数据为偶数时，取中间两个数据的平均值为结果有效数据为偶数时，取中间两个数据的平均值为结果平均值：有效数据之和除以有效数据个数。平均值：有效数据之和除以有效数据个数。橡胶工艺试验(1)实验结果的取值实验结果的取值名名 称称 测定值测定值 试验结果试验结果单单 位位精精 确确 到到单单
26、 位位精精 确确 到到取值方法及偏差取值方法及偏差拉伸强度拉伸强度 N或或kgf小数点后小数点后1位位MPa整数位整数位5试样中位数试样中位数定伸应力定伸应力 N或或kgf小数点后小数点后1位位MPa整数位整数位5试样中位数试样中位数扯断伸长率扯断伸长率 Inm整数位整数位整数位整数位5试样中位数试样中位数扯断永久变形扯断永久变形mm小数点后小数点后1位位整数位整数位5试样中位数试样中位数撕裂强度撕裂强度 N或或kgf小数点后小数点后l位位kNm整数位整数位5试样平均值，试样平均值，15%硬度硬度(邵尔邵尔A)度度整数位整数位度度整数位整数位3测试点中位数测试点中位数密度密度(天平法天平法)g
27、小数点后小数点后3位位gcm3小数点后小数点后2位位2试样平均值，试样平均值，1%回弹性回弹性%整数位整数位%整数位整数位2试样中位数的平均值试样中位数的平均值压缩永久变形压缩永久变形mm小数点后小数点后1位位整数位整数位3试样平均值，试样平均值，10%阿克隆磨耗阿克隆磨耗g小数点后小数点后3位位cm3/1.61km小数点后小数点后2位位2试样平均值，试样平均值，10%邵坡尔磨耗邵坡尔磨耗g小数点后小数点后3位位mm3整数位整数位3试样平均值，试样平均值，5%橡胶与织物附着强度橡胶与织物附着强度 N或或kgf小数点后小数点后l位位Nm小数点后小数点后1位位2试样中位数的平均值试样中位数的平均值
28、橡胶与金属粘合强度橡胶与金属粘合强度N小数点后小数点后1位位MPa3位有效数字位有效数字5试样平均值，试样平均值，10%橡胶与金属剥离强度橡胶与金属剥离强度N小数点后小数点后1位位KNm3位有效数字位有效数字5试样平均值，试样平均值，15%耐介质（体积变化率）耐介质（体积变化率）g小数点后小数点后3位位%整数位整数位3试样平均值试样平均值橡胶工艺试验(1)第一章第一章 未硫化胶的性能检测未硫化胶的性能检测 未硫化胶检测内容未硫化胶检测内容流动性检测流动性检测可塑度可塑度门尼黏度门尼黏度流变性流变性焦烧安全性检测焦烧安全性检测 门尼焦烧门尼焦烧硫化特性检测硫化特性检测 硫化曲线硫化曲线应力松弛检
29、测应力松弛检测 应力松弛曲线应力松弛曲线挤出特性检测挤出特性检测 口型膨胀口型膨胀橡胶工艺试验(1)胶料产生塑性变形的程度称可塑度，反映胶料的流动性。胶料产生塑性变形的程度称可塑度，反映胶料的流动性。通常用通常用P表示，其值在表示，其值在01之间，该值越大，流动性越好。之间，该值越大，流动性越好。用威氏、华氏、德弗三种塑性计测。用威氏、华氏、德弗三种塑性计测。1、威氏可塑度、威氏可塑度一、可塑度检测一、可塑度检测压缩法压缩法原理：未硫化胶试样在一定温度下置于两平板之间，在定负原理：未硫化胶试样在一定温度下置于两平板之间，在定负 荷作用下压缩一定时间，用其高度变化程度来表示试荷作用下压缩一定时间
30、，用其高度变化程度来表示试 样的可塑性。样的可塑性。试样尺寸：直径试样尺寸：直径16160.5mm，高，高10.00mm0.25mm圆柱圆柱试样制备：用专用切片机在厚度为试样制备：用专用切片机在厚度为1314mm的胶片上裁出的胶片上裁出试样要求：不得有气孔、杂质及机械损伤试样要求：不得有气孔、杂质及机械损伤测试条件：温度：测试条件：温度：701 时间：预热时间：预热3min，恒压，恒压3min，恢复，恢复3min 压力：压力：5.00kgf0.005kgf橡胶工艺试验(1)橡胶工艺试验(1)可塑性可塑性P：规定为柔软性：规定为柔软性S与还原性与还原性R的乘积。的乘积。胶料柔软性：指平均单位高度
31、的压缩形变。胶料柔软性：指平均单位高度的压缩形变。压缩形变量为压缩形变量为h0-h1，平均高度为（，平均高度为（h0+h1）/2，则：，则：但因所求的但因所求的S仅是相对比较的数值，为了计算上的方便，仅是相对比较的数值，为了计算上的方便，将其值的一半定为指标，所以：将其值的一半定为指标，所以：还原性还原性R：试样除去负荷回弹后的永久形变占总压缩形：试样除去负荷回弹后的永久形变占总压缩形变的几分之几。变的几分之几。橡胶工艺试验(1)理想弹性体：理想弹性体：h2=h0，P=0理想刚性体：理想刚性体：h2=h0=h1，P=0理想塑性体：理想塑性体：h1=h2=0，P=1结果：结果：老标准：老标准：新
32、标准：新标准：塑性值塑性值=h1100试样数量不少于试样数量不少于3个，个，取中值，允许偏差取中值，允许偏差0.02，测试结果为，测试结果为小数点后三位，取小数点后三位，取值精确到小数点后值精确到小数点后两位。两位。弹性复原性：弹性复原性：橡胶工艺试验(1)华氏可塑度：华氏可塑度：P=1h2、华莱士可塑度、华莱士可塑度华莱士塑性值：塑性值华莱士塑性值：塑性值=100h试样尺寸：直径试样尺寸：直径16160.5mm，厚，厚1.00mm圆柱圆柱试样制备：用专用切片机在厚度为试样制备：用专用切片机在厚度为1mm的胶片上裁出的胶片上裁出试样要求：不得有气孔、杂质及机械损伤试样要求：不得有气孔、杂质及机
33、械损伤测试条件：温度：测试条件：温度：1001 时间：预热时间：预热15s，恒压，恒压15s 压力：压力：100N1N橡胶工艺试验(1)压缩法测胶料流动性的特点：压缩法测胶料流动性的特点：优点：设备结构简单，操作方便，价格低，投资省。优点：设备结构简单，操作方便，价格低，投资省。缺点：胶料所受剪切速度过低，不符合实际生产；缺点：胶料所受剪切速度过低，不符合实际生产；不能破坏胶料中的触变结构；不能破坏胶料中的触变结构；压缩时胶料流动复杂，不能准确知道胶料的流动性。压缩时胶料流动复杂，不能准确知道胶料的流动性。橡胶工艺试验(1)用门尼粘度计用门尼粘度计()测量的橡胶的本体黏测量的橡胶的本体黏度，该
34、值越大，胶料的黏度越高。常用度，该值越大，胶料的黏度越高。常用ML1+4100表示。表示。二、门尼黏度二、门尼黏度(Mooney viscosity)旋转法旋转法设备：门尼粘度计设备：门尼粘度计原理：原理：在规定的试验条件下，在规定的试验条件下，将生胶或混炼胶填充在模腔将生胶或混炼胶填充在模腔与转子之间。转子在充满橡与转子之间。转子在充满橡胶的模腔内转动对试样加以胶的模腔内转动对试样加以一定的剪切力，观测橡胶对一定的剪切力，观测橡胶对所加力矩的抵抗能力。通过所加力矩的抵抗能力。通过转矩测量系统测定橡胶对转转矩测量系统测定橡胶对转子转动时所施加的转矩，并子转动时所施加的转矩，并将规定的转矩作为门
35、尼粘度将规定的转矩作为门尼粘度的计量单位。的计量单位。橡胶工艺试验(1)仪器主要部件的尺寸（仪器主要部件的尺寸（mm）名称名称尺寸尺寸转子直径转子直径大大小小38.100.0330.480.03转子厚度转子厚度5.540.03转子转速转子转速2r/min模腔直径模腔直径50.90.1模腔深度模腔深度10.590.03ML1+4100门尼黏度门尼黏度大转子大转子预热预热1min测试测试4min测试温度为测试温度为100橡胶工艺试验(1)生胶样品的制备：生胶样品的制备：GB/T 15340 从实验室样品称取从实验室样品称取2505g试料，将开炼机辊距调制试料，将开炼机辊距调制1.30.15mm（合
36、成橡胶样品辊距调至（合成橡胶样品辊距调至1.40.1mm），辊温保），辊温保持在持在705（合成胶辊温保持在（合成胶辊温保持在505），将试料过辊），将试料过辊10次，次，使实验室样品均匀。第使实验室样品均匀。第29次过辊时，将胶片打卷后把胶卷一端次过辊时，将胶片打卷后把胶卷一端放入辊筒再次过辊（合成橡胶采取对折放入辊距），散落的固体放入辊筒再次过辊（合成橡胶采取对折放入辊距），散落的固体全部混入胶料中；第全部混入胶料中；第10次过辊后下片，冷却停放待用。次过辊后下片，冷却停放待用。注：顺丁橡胶、三元乙丙橡胶辊筒表面温度为注：顺丁橡胶、三元乙丙橡胶辊筒表面温度为355；氯丁橡胶辊筒表面温度为氯
37、丁橡胶辊筒表面温度为205，辊距为，辊距为0.40.05mm过辊二次；过辊二次；某些丁腈橡胶辊筒表面温度为某些丁腈橡胶辊筒表面温度为505，辊距为，辊距为1.00.1mm 橡胶工艺试验(1)在已经制备好的生胶或混炼胶片上裁取两个直径约在已经制备好的生胶或混炼胶片上裁取两个直径约50mm，厚度为，厚度为6mm的圆形胶片，在其中一个胶片的中的圆形胶片，在其中一个胶片的中心打一个直径约心打一个直径约8mm的孔，以便转子插入。确保试验充的孔，以便转子插入。确保试验充满模腔。满模腔。门尼粘度实验用试样门尼粘度实验用试样注意：裁取的胶片上应尽可能排除气注意：裁取的胶片上应尽可能排除气泡，以免在转子和模腔形
38、成气穴，影泡，以免在转子和模腔形成气穴，影响测试结果。响测试结果。试样裁好后应在标准温度试样裁好后应在标准温度（232）下调节至少）下调节至少30min，并在并在24h内试验。内试验。橡胶工艺试验(1)除非在有关材料标准中另有规定，试验应在除非在有关材料标准中另有规定，试验应在1000.5温度下进行，试样温度下进行，试样预热预热1min，再，再测试测试4min，读数。表示为：，读数。表示为：ML1+4100 丁基橡胶、卤化丁基橡胶和三元乙丙橡胶的试验温度采用丁基橡胶、卤化丁基橡胶和三元乙丙橡胶的试验温度采用125，丁基橡胶类的读数时间采用，丁基橡胶类的读数时间采用8min。表示为：。表示为：M
39、L1+4125或或ML1+8100试验条件：试验条件：对某些结晶性较强，门尼过高的试样，预热时间也可以对某些结晶性较强，门尼过高的试样，预热时间也可以延长为延长为3min。表示为：。表示为：ML3+4100橡胶工艺试验(1)门尼粘度计所得到的转矩值门尼粘度计所得到的转矩值(Nm)就是门尼粘度值就是门尼粘度值(M)，即即100M8.30Nm(84.6kgfcm)。因此一个门尼值单位等。因此一个门尼值单位等于于0.083 Nm的转矩。门尼粘度值严格地说应该叫做门尼转的转矩。门尼粘度值严格地说应该叫做门尼转矩值。读数精确到矩值。读数精确到0.5个门尼值，结果精确到整位数，取两个门尼值，结果精确到整位
40、数，取两个试样实验结果的平均值。个试样实验结果的平均值。反映应力松弛快慢。反映应力松弛快慢。橡胶工艺试验(1)影响因素：影响因素：（1）预热时间：预热时间延长，门尼黏度测试结果下降。）预热时间：预热时间延长，门尼黏度测试结果下降。（2）胶料停放时间：对未塑炼的生胶影响不大，）胶料停放时间：对未塑炼的生胶影响不大，CR升高升高（3）温度：温度升高，黏度下降。温度波动在）温度：温度升高，黏度下降。温度波动在1以内以内 如如NBRNBR温度每升高温度每升高11，门尼黏度下降约，门尼黏度下降约1.51.5 NR NR温度每温度每升高升高1，门尼黏度下降约，门尼黏度下降约0.20.4 仪器显示的温度为模
41、腔温度，而转子温度由模腔传导，仪器显示的温度为模腔温度，而转子温度由模腔传导，转子的轴向外散热，故转子温度低于模腔温度，使测试结转子的轴向外散热，故转子温度低于模腔温度，使测试结果产生偏差。果产生偏差。两次试验之间转子在室温下放置时间不同，温度下降两次试验之间转子在室温下放置时间不同，温度下降不同，故门尼黏度值测试结果不同。不同，故门尼黏度值测试结果不同。橡胶工艺试验(1)（4）试样厚度：在）试样厚度：在8mm以内，门尼值偏低且波动大；以内，门尼值偏低且波动大；8mm以上门尼值重现性好。过厚容易损伤设备，费胶。以上门尼值重现性好。过厚容易损伤设备，费胶。（5）模腔的沟槽：矩形和）模腔的沟槽：矩
42、形和V型沟槽对门尼基本无影响型沟槽对门尼基本无影响（6）转子的直径和厚度：随转子厚度、直径增大，测试结）转子的直径和厚度：随转子厚度、直径增大，测试结 果增大。转子厚度大于标准厚度时对黏度影响大于直径；转果增大。转子厚度大于标准厚度时对黏度影响大于直径；转子直径小于标准直径时对黏度影响小于转子厚度的影响。子直径小于标准直径时对黏度影响小于转子厚度的影响。（7）转子的新旧程度：新转子测试结果高）转子的新旧程度：新转子测试结果高36门尼值。门尼值。（8）模腔内遗留胶：转子轴孔有遗留胶，测试结果偏高；）模腔内遗留胶：转子轴孔有遗留胶，测试结果偏高；转子和模腔的沟槽中有遗留胶，结果偏低；上模腔有遗留胶
43、，转子和模腔的沟槽中有遗留胶，结果偏低；上模腔有遗留胶，结果偏低。结果偏低。（9）模腔的内直径和深度：增大，门尼粘度值降低。）模腔的内直径和深度：增大，门尼粘度值降低。橡胶工艺试验(1)三、门尼焦烧三、门尼焦烧(Mooney scorch time)在在120 下，从开始加热起，至胶料的门尼从最低下，从开始加热起，至胶料的门尼从最低值上升值上升5个门尼值所需要的时间，用个门尼值所需要的时间，用T5表示。反映胶料表示。反映胶料的加工安全性，该时间越长，加工过程中越安全，不易的加工安全性，该时间越长，加工过程中越安全，不易出现出现焦烧焦烧(scorch)现象。现象。实验条件实验条件：温度：温度：1
44、200.5转子转速：转子转速：2r/min转子直径：大转子直径：大 33.100.03 小小 30.480.03试样应在标准温度（试样应在标准温度（232）下调节下调节30min以上，并在以上，并在24h内内试验。试验。试样与门尼黏度测试试样相同。试样与门尼黏度测试试样相同。橡胶工艺试验(1)影响因素：影响因素：（1）胶料停放时间：延长，门尼焦烧时间缩短。）胶料停放时间：延长，门尼焦烧时间缩短。（2）试样厚度：薄，门尼焦烧时间延长。）试样厚度：薄，门尼焦烧时间延长。（3）实验温度：升高，门尼焦烧时间缩短。）实验温度：升高，门尼焦烧时间缩短。（4）转子新旧程度：旧转子胶料易打滑，门尼焦烧时间延长
45、）转子新旧程度：旧转子胶料易打滑，门尼焦烧时间延长（5）转子大小：小转子门尼焦烧时间长。）转子大小：小转子门尼焦烧时间长。试验结果：试验结果：大转子：门尼焦烧时间为大转子：门尼焦烧时间为t5，门尼硫化时间为，门尼硫化时间为t35；小转子：门尼焦烧时间为小转子：门尼焦烧时间为t3，门尼硫化时间为，门尼硫化时间为t18；试样数量不得少于两个。以算术平均值表示试验结果。试样数量不得少于两个。以算术平均值表示试验结果。t5或或t3在在20min以下时，两个试样结果之差不得大于以下时，两个试样结果之差不得大于1min；t5或或t3在在20min以上时，两个试样结果之差不得大于以上时，两个试样结果之差不得
46、大于2min，超过，超过允许偏差时，应重复试验。测定值精确到允许偏差时，应重复试验。测定值精确到0.5min。橡胶工艺试验(1)门尼粘度计的应用：门尼粘度计的应用：（1）测生胶、混炼胶的门尼黏度）测生胶、混炼胶的门尼黏度（2）研究未硫化胶可塑性的均匀性）研究未硫化胶可塑性的均匀性（3）研究混炼胶中填料的分散性（相对）研究混炼胶中填料的分散性（相对）（4）测硫化时间）测硫化时间 门尼焦烧时间门尼焦烧时间t5，门尼硫化时间，门尼硫化时间t35 正硫化时间正硫化时间=t5+10（t35-t5）橡胶工艺试验(1)四、硫化特性四、硫化特性(cure characteristics)用硫化仪(cure m
47、eter)测硫化曲线，获得胶料的硫化特性参数，如焦烧时间(scorch time)、正硫化时间(optimum cure time)长短、硫化速度快慢、交联程度、返原(reversion)现象及程度等。橡胶工艺试验(1)下模腔摆动下模腔摆动对胶料施加转矩对胶料施加转矩胶料将转矩传到上模腔胶料将转矩传到上模腔传感器检测转矩传感器检测转矩胶料黏度胶料黏度交联密度交联密度硫化时间硫化时间橡胶工艺试验(1)第二章第二章 硫化胶性能检测硫化胶性能检测用电子拉力机测试用电子拉力机测试拉伸强度拉伸强度(tensile strength)：试样拉断时单位面积上所受到的：试样拉断时单位面积上所受到的拉伸力，单位
48、：拉伸力，单位：MPa定伸应力定伸应力(tension modulus)：试样拉伸到一定长度时单位面：试样拉伸到一定长度时单位面积上所受到的拉伸力，单位：积上所受到的拉伸力，单位：MPa拉断伸长率拉断伸长率(elongation at break)：试样拉伸断裂时伸长的长：试样拉伸断裂时伸长的长度与原长的比值，用度与原长的比值，用%表示。表示。拉伸永久变形拉伸永久变形(tension set at break)：试样拉伸除掉外力后残：试样拉伸除掉外力后残留在试样中不可恢复的变形，用留在试样中不可恢复的变形，用%表示。表示。一、拉伸性能（一、拉伸性能（tensile properties）橡胶工
49、艺试验(1)橡胶工艺试验(1)撕裂强度撕裂强度(tear strength)：将一定形状的试样撕裂单位厚度所需要的最大拉伸力，单位：kN/m。反映胶料的抗撕性能(tear resistance)。橡胶工艺试验(1)回弹性回弹性(rebound elasticity)又称冲击弹性，是指试样受到冲击后迅速由变形状态恢复原状的能力，用%表示。可间接反映胶料滞后损失大小。试样试样橡胶工艺试验(1)硬度硬度(hardness)试样抵抗外力压入的能力，反映胶料在压缩状态下变形能力大小。橡胶工艺试验(1)阿克隆磨耗阿克隆磨耗：试样在一定压力下在粗糙表面上运行1.61km所磨下来的胶料的体积，用cm3/1.6
50、1km表示。邵波尔磨耗邵波尔磨耗：又称DIN磨耗，试样在旋转的圆筒状粗糙表面运行40m所磨下来的胶料的体积，可用cm3/40m表示，但多用相对磨耗指数表示。阿克隆磨耗实验机邵波尔磨耗实验机橡胶工艺试验(1)耐疲劳性耐疲劳性(fatigue resistance)：试样在一定频率下屈挠一定次数后性能保持率，保持率大，耐疲劳性好。疲劳寿命疲劳寿命(fatigue life)：试样在一定频率下屈挠至断裂时的屈挠次数，次数多，疲劳寿命长。疲劳裂口增长疲劳裂口增长(fatigue crack growth)：预置裂口的试样在一定频率下屈挠，其裂口增长快慢，增长快，试样易断裂。橡胶工艺试验(1)耐热氧老化
