橡胶断裂试验，塑料摩擦磨损检测

橡胶断裂试验，塑料摩擦磨损检测

随着近年橡胶发展步伐加快， 橡胶工业在提高橡胶试验生产率、 实施试验合理化和显著降低测试成

本方面取得了巨大进步。 由于向工作场所引入 Six Sigma（六西格码） 和 Kaizen 方法， 这些努力才得

以加速。

本文综述了通过简单改变橡胶测试方式来提高试验生产率的 10 种方法。 采取这些建议的变化

中的一种或者是组合， 可以显著提高工厂或研发的生产效率。

1. 以橡胶加工分析仪代替门尼 (Mooney) 粘度测试仪

多年以来， 门尼粘度是表征生橡胶和混合原料单一而*为常用的测试手段。 已表明， 门尼粘度

粗略地与生橡胶的平均分子量相关。 它很难显示其它量的变化， 例如分子量分布， 或长链支

化。

橡胶行业一直在寻找更好的橡胶测试方法。 已有 70 年历史的门尼粘度试验仍被广泛采用， 但

是它对不同生产批次的弹性体之间更为细微的差异相对不敏感， 不便于自动化。 有个问题是， 相对

较多的样品(大约 25g)以及使用未加热的转子会导致测试仪器的温度恢复期相对目前使用的其它方法

较长。 在门尼试验的后期， 必须将橡胶从转子上撬下来， 将两块新的裁剪好的橡胶放在

门尼测试仪上用于下一次试验。 由于这种变化时间随操作工的不同或其它原改变， 试验的重复

性和再现性与其它新型技术试验方法相比较差。 门尼试验长时间的温度恢复期要求仪器试验

时间*少要 5 分钟(ML 1+4)。 如果在*后的门尼粘度测量之后立即进行门尼拉伸松弛试验，

那么整个门尼试验的时间*少要 7 分钟。 7 分钟的试验时间， 加上相当长的样品准备时间和转换时

间， 使得门尼粘度试验相当漫长。

随着 1992 年 RPA 2000 橡胶加工分析仪的采用， 发现对于多种不同的生橡胶， 在 7%应变、 0.1

Hz 和 100℃下的 RPA 复数动态粘度、 复数模量或复数转矩与 100℃下传统的门尼粘度值(ML 1+4)关

联得很好。 同样也显示 RPA 和不同批次的同样等级的丁苯橡胶(简称 SBR)之间的极好相关性。

将进行 3 点频率扫描(测量加工性能的目的)的第一个试验条件确定为 RPA 试验条件， 1997 年

被橡胶工业接受为 ASTM 标准 D6204。 还发现， RPA 未硫化的 tan 也与门尼拉伸松弛试验相关得非

常好。 这 2 项试验条件仅在 RPA 上使用 3 分钟。 很容易将橡胶样品放到 RPA 里， 试验*后很

快从 RPA 里取出来。 使用 RPA 所谓的转换时间与门尼粘度试验相比更短。

在一台 RPA 上进行橡胶试验的时间通常仅为在门尼粘度仪上获取同样信息所需时间的 1/3。 因

而， RPA 2000 的生产能力大约是门尼粘度仪的 3 倍。 从 RPA 上获得的信息质量更高， 对大量

生弹性体之间质量的实际差别更加灵敏。 图 1 不同丁苯橡胶的结果说明了这一点。

图 1： 门尼粘度几乎相同的 2 种丁苯橡胶 1006 用

RPA 进行 10 点频率扫描的对比， 未硫化的 tan 显著不同 2. RPA 生橡胶测试自动化

很显然， 不得不将测试好的橡胶样品从门尼转子上撬下来就很难使仪器实现自动化。 多年以

来， 橡胶工业一直在寻找一种能自动化的无需转子的门尼粘度仪。 随着 RPA(一种无转子的剪切流变

仪)的发展， 自动化成为可能。 正如前面讨论的， RPA 的试验生产率是门尼粘度仪的 3 倍， 能被用来

取代门尼粘度仪。 更大程度的提高生产率则可以通过将 RPA 自动化来实现。