橡胶加工分析仪 RPA2025
是一种集生胶检测、胶料加工特性检测、硫化特性检测、流变特性检测以及硫化后动态机械特性检测于一体的综合性检测设备，利用模腔振荡频率、剪切应变和试验温度的大范围变化，通过用户设定各种子测试一次测得硫化前的胶料动态加工性、硫化特性以及硫化后的物理特性。被测材料包括未硫化橡胶、可硫化胶、生胶以及其他热固性材料，适用于轮胎、橡胶制品、橡胶原材料、石化、军工以及科研院所等在高分子材料配方研究、新型材料开发、生产过程控制以及替代传统检测设备领域里的研究与应用。
橡胶加工分析仪RPA2025
规格与参数
| 国际标准 | 符合ASTM D5289, D6204, D6601及其他有关国际标准 |
| 模腔形式 | 密封双圆锥形模腔，下模腔作往复振荡 |
| 扭矩测量 | 扭矩传感器, 安装于上模腔 |
| 驱动系统 | 直驱伺服驱动 |
| 振荡频率范围 | 0.01~50.00Hz |
| 振荡振幅范围 | ±0.005°~±90.000°(±0.070% ~±1256.000%) |
| 扭矩范围 | 0.010 ~230.000 dNm |
| 温控范围 | 室温~230.00°C±0.3°C |
| 试样体积 | 约Appr. 4.5cm3 |
| 子测试形态 | 硫化试验、预热、频率扫描、应变扫描、变温硫化、… |
| 包装尺寸 | 长=80cm 宽=80cm 高=170cm |
| 重量 | 毛重=312kg; 净重=246kg |
橡胶加工分析仪 RPA2025 为高阶无转子流变仪：
温度：室温 ~ 200℃；振荡频率：0.1~ 50Hz；振荡角度：±0.05° ～ ±90.00° （剪切应变：±0.7%～±1256%），即在不同剪切速率0.043 ~ 29.89s-1下，通过设置频率扫描、应变扫描、变温分析、等各种子测试方法，一次测得胶料的加工特性、硫化特性以及硫化后物理特性。
解决方案
应用案例1 应用案例2 应用案例3 |
常规门尼粘度正常 后续加工有差异
通常门尼粘度试验 (如右图所示) 预估胶料仅与平均分子量相关的加工性，转子转速为 2rpm (剪切速率为 1.58s-1)。如果被检胶料的门尼粘度值符合预期 (常规控制在±5MU范围内)，则视为合格。
表征粘弹特性的滞后损失值 tanD (S”/S’) 在低剪切速率下，左图所示的三种门尼粘度值接近的胶料几无差别，但随剪切速率的提高，呈现出由胶料间的支化、分子量分布、凝胶含量、流动性、剪切变稀、口型膨胀等结构差异。
在低剪切速率，胶料固有的粘弹特性呈线性变化；在高剪切速率，则呈现非线性变化。常规的低剪切速率门尼粘度检测并不足以预估胶料在后续高剪切速率加工时的粘弹反应。
硫化特性高度相近 后续挤出焦烧异常
通常硫化试验 (如右图所示) 是在特定硫化条件下，温度为可硫化等温、低剪切速率 (0.734s-1)，检测可硫化胶的硫化特性。如果被检胶料的扭矩值、时间值等指标符合预期，则视为合格。
检测相同配方的试样A与试样B硫化特性：
DDR2025: 温度177℃, 振荡频率1.67Hz, 剪切应变±7%, 15min
试样A的TC90时间比试样B略长，理应该更安全。但实际挤出时，试样B 表面光滑，试样A 却出乎意料地出现焦烧现象。
通过“佩恩效应”检测填料相互作用（如左图所示），显示在较大应变下 (高剪切速率下)试样A的弹性模量G’高于试样B，表明试样A具有较强的弹性特征。弹性特征较强可归因于较高的分子量或长链分支的存在。在高剪切力下 (挤出时)试样A比试样B易生热。适当调整挤出工艺以保持成品质量一致。
常规的低剪切速率的硫化试验并不足以揭示胶料内在结构差异对后续高剪切速率加工时的影响。
压延中的粘辊现象
橡胶压延中对粘辊现象往往导致半成品批量不合格、返工返修甚至报废。粘辊现象与辊筒转速与温度、胶料内在粘弹特性差异、天然胶的产地甚至批次都有着密切关系。
粘辊现象的成因 (见右图)：辊筒转速提高，剪切速率就增大，导致上、下胶片粘着部位积蓄热量增大，加剧分子链热运动，产生大分子链的缠结与链段活动的加强。胶料发生粘性流动，上、下胶片粘合力因此降低，难以克服与辊筒表面一侧的变形。胶片转出#2辊与#3辊挤压点后，向辊筒表面膨涨并受辊筒侧较低温度的影响，在辊筒侧的储存模量增高，难以脱离辊筒表面。
下表所列门尼粘度试验 (ML1+4@100℃, 2rpm)：MU107 = 79.20 比 MU106 =77.20 仅高出2.59%，在控制标准 (76±5MU) 范围内，通常视为压延质量相同。
压延用混炼胶工艺特性 | ||||||||
混炼胶批次 | 测试分组 | NR产地 | NR批次 | 工艺特性（m/mm） | 门尼粘度(MU) | RPA检测动态粘度 | ||
<22 | 22-28 | >28 | ||||||
#106 | A | SIR | 25 | 正常 | 粘辊 | 粘辊 | 77.20 | 2.79x105 |
#107 | A | SIR | 77 | 正常 | 正常 | 正常 | 79.20 | 3.25x105 |
RPA2025检测两批次胶料的复合动态粘度 (η*@100℃, 0.1Hz, ±14%？): η*107 = 3.25x105; η*106 = 2.79x105; 高出了 16.49%。表明#107与#106的动态流动性存在差异，导致粘辊或压延质量差异。
复合动态粘度 (η*) 敏感度远高于门尼粘度MU，更直观揭示胶料细微变化。
复合动态粘度 (η*) 越高表征流动阻力就越大，通常具有较高的弹性特征。
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