門尼粘度計用于膠料的門尼松弛測定

門尼粘度計用于膠料的門尼松弛測定

門尼應(yīng)力松弛曲線：

A. 門尼應(yīng)力松弛之功用：

傳統(tǒng)之門尼粘度儀只提供門尼粘度值供加工之參考，但以現(xiàn)階段之加工要求這是不夠的，因為門尼粘度只是加熱之后橡膠的流動性，但是外力消失后之回復(fù)速度并無法得知，唯有透過應(yīng)力松弛曲線才得以更精確的控制加工物之尺寸。經(jīng)由實驗證明有很多的合成物門尼粘度值一樣，但是加工之后尺寸仍不易控制，究其原因就是因為應(yīng)力松弛之不同造成。

B. 門尼應(yīng)力松弛之定義有二種：

1. 在門尼測試測量之后于同一試片上進(jìn)行的測試，是于測試完成轉(zhuǎn)子快速停止轉(zhuǎn)動后（0.1秒）一設(shè)定時間內(nèi)之門尼粘度輸出值之幕定律衰減。

2. 同上于轉(zhuǎn)子快速停止轉(zhuǎn)動后30秒時所保持之門尼扭矩的百分讀數(shù)。

其中提供的數(shù)據(jù)名詞解釋如下：

a：應(yīng)力松弛斜率

A：應(yīng)力松弛測試開始之時間（t0）至結(jié)束之時間（tf）內(nèi)松弛曲線之投影面積。

k：為1s時之扭力值。

門尼松弛的概念：

一、定義：

力學(xué)原理：應(yīng)力松弛是指材料在固定變形下，應(yīng)力會隨時間延長逐漸減小。應(yīng)力松弛是材料的一項重要性能，用于比較聚合物分子量分布，了解膠料的工藝性能，評價膠料的均一性與加工性。

二、ASTM-D 1646標(biāo)準(zhǔn)：規(guī)定了應(yīng)力松弛測試方法、應(yīng)力松弛線性回歸分析等要求。材料力學(xué)理論及實踐表明：松弛應(yīng)力與時間的指數(shù)成正比關(guān)系。

M=k(t)a

M—門尼值讀數(shù)

k—常數(shù)，取應(yīng)力松弛開始1秒瞬間的門尼值。

a—指數(shù)，用以表示應(yīng)力松弛的速度。

收縮性強的膠料，在測試過程中容易在模腔中滑動，測量結(jié)果與理論會有一些偏差。

三、門尼應(yīng)力松弛測試原理：應(yīng)力松弛試驗方法是在粘度測試結(jié)束后，馬達(dá)在0.1秒內(nèi)剎車，模腔內(nèi)被扭轉(zhuǎn)的橡膠會逐漸松弛，連續(xù)測量扭力變化情況，采樣頻率不低于1次/秒。做出應(yīng)力松弛曲線。

應(yīng)力松弛有以下三個參數(shù)

1、K值：1秒鐘的瞬間扭力值，它和門尼值的差異度會反映膠料的初始收縮性。

2、a值：應(yīng)力松弛直線的斜率，反映應(yīng)力松弛的速度。

3、A值：直線下的面積，作為應(yīng)力松弛的重要參數(shù)綜合反映應(yīng)力松弛的性能。

綜合分析上述三個參數(shù)，統(tǒng)計比較實際加工效果，從而不斷調(diào)整提高材料配方及工藝水平。作為一種新的檢測方法，應(yīng)力松弛改變了門尼焦燒測試功能單一，不能全面反映膠料加工性能的狀態(tài)。為門尼粘度試驗機開辟了更廣泛的應(yīng)用前景，提供了更多的測試手段和分析工具，作為一種標(biāo)準(zhǔn)配置，具有很大的發(fā)展?jié)摿吞剿骺臻g。

所謂應(yīng)力松弛，就是在固定的溫度和形變下，聚合物內(nèi)部的應(yīng)力隨時間增加而逐漸衰減的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象也在日常生活中能觀察到，例如橡膠松緊帶開始使用時感覺比較緊，用過一段時間后越來越松。也就是說，實現(xiàn)同樣的形變量，所需的力越來越少。未交聯(lián)的橡膠應(yīng)力松弛較快，而且應(yīng)力能完全松弛到零，但交聯(lián)的橡膠，不能完全松弛到零。

線形聚合物的應(yīng)力松弛的分子機理：拉伸時張力迅速作用使纏繞的分子鏈伸長，但這種伸直的構(gòu)象是不平衡的，由于熱運動分子鏈會重新卷曲，但形變量被固定不變，于是鏈可能解纏結(jié)而轉(zhuǎn)入新的無規(guī)卷曲的平衡態(tài)，于是應(yīng)力松弛為零。交聯(lián)聚合物不能解纏結(jié)，因而應(yīng)力不能松弛到零。

應(yīng)力松弛同樣也有重要的實際意義。成型過程中總離不開應(yīng)力，在固化成制品的過程中應(yīng)力來不及完全松弛，或多或少會被凍結(jié)在制品內(nèi)。這種殘存的內(nèi)應(yīng)力在制品的存放和使用過程中會慢慢發(fā)生松弛，從而引起制品翹曲、變形甚至應(yīng)力開裂。消除的辦法時退火或溶脹（如纖維熱定形時吹入水蒸汽）以加速應(yīng)力松弛過程。