一种评价顺丁橡胶质量稳定性的方法

技术领域

本发明属于顺丁橡胶检测技术领域，具体为一种评价顺丁橡胶质量稳定性的方法。

背景技术

在轮胎生产中，胶料出现性能波动是普遍的现象，原材料质量稳定性是造成这一问题的原因之一，顺丁橡胶是胎面与胎侧生产的重要原材料，轮胎行业中考察顺丁橡胶入厂质量稳定性主要有拉伸强度、伸长率、门尼粘度，虽然这些方法可以检测这些材料质量问题，但是依旧存在不全面的地方，例如门尼粘度是一种比较粗糙评价橡胶加工性能的方法，因为其测试条件单一，温度为100℃，转子转速为2r/min，即剪切速率在1.31/s左右，但实际生产中的温度和剪切速率是变化的；凝胶渗透色谱能够检测顺丁橡胶的分子量与分子量分布，但是成本高，周期长。因此，有必要提出有效的检测方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种评价顺丁橡胶质量稳定性的方法。

为了解决上述问题，本发明提供了以下技术方案：

一种评价顺丁橡胶质量稳定性的方法，包括以下步骤：

(1)、对顺丁橡胶生胶样品先用门尼粘度计进行门尼粘度测试，筛选出门尼粘度相近的试样；

(2)、对步骤(1)中测试出的门尼粘度值相近的同种顺丁橡胶生胶样品裁剪后，放入哈克转矩流变仪中测试；选择奥斯特瓦尔德-德沃尔幂律关系模型对记录的数据进行拟合，得出n值与K值，n值与K值与参比样相近的样品即为合格样品；

(3)、满足步骤(1)、步骤(2)所述顺丁橡胶生胶样品的数值结果相近，则顺丁橡胶的品质合格。

优选的，所述奥斯特瓦尔德-德沃尔幂律关系模型方程如下：

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优选的，在所述转矩流变仪上输入顺丁橡胶生胶样品的比重值，在100℃条件下，分别在长径比为20:1.5、30:1.5、40:1.5的毛细管下进行挤出，挤出转速递度均设置为1rpm、5rpm、10rpm、15rpm、20rmp、25rpm，并且每个挤出速率下保持时间为60s，实验记录数据包括剪切速率、剪切应力、黏度、机头压强、挤出的质量。

优选的，所述哈克转矩流变仪为混炼机型转矩流变仪。

本发明的有益效果是：

本发明利用哈克转矩流变仪毛细管挤出方法来检测门尼粘度值相近的顺丁橡胶生胶体系材料，检测考察顺丁橡胶在实际应用流动性指数n与稠度指数K，顺丁橡胶生胶合格的判定的方法为：不同批次样品的门尼粘度、K及n值均相近；现有检测顺丁橡胶手段，如拉伸强度、伸长率、门尼粘度，虽然这些方法可以检测这些材料质量问题，但比较粗糙，原因在于这些检测方法只能表达出小形变质量变化差异，对于大形变的情况却很难检测出；凝胶渗透色谱能够全面检测顺丁橡胶的分子量与分子量分布，但是方法复杂，周期长；本发明将哈克转矩流变仪引入到顺丁橡胶的入厂检测项目中，可以弥补了门尼粘度只能对小形变质量稳定性检测，而无法评测实际大形变下的质量稳定性缺点。

附图说明

为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。

图1为毛细管长径比为20:1.5的不同试验时间同一批次质量与螺杆转数变化图；

图2为毛细管长径比为30:1.5的不同试验时间同一批次质量与螺杆转数变化图；

图3为毛细管长径比为40:1.5的不同试验时间同一批次质量与螺杆转数变化图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明专利展开进一步说明。

实施例1

一种评价顺丁橡胶质量稳定性的方法，包括以下步骤：

(1)、试验周期为四个月，选取同一块顺丁橡胶，每半个月完成一组毛细管流变挤出实验，记录数据，并对结果差异进行了分析；

(2)、将顺丁橡胶生胶样品裁剪后，放入哈克转矩流变仪中测试；选择奥斯特瓦尔德-德沃尔幂律关系模型对记录的数据进行拟合，得出n值与K值；

所述奥斯特瓦尔德－德沃尔幂律关系模型方程如下：

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(3)试验条件为：在转矩流变仪上输入生胶样品的比重值，在100℃条件下，分别在长径比为20:1.5、30:1.5、40:1.5的毛细管下进行挤出，挤出转速递度均设置为1rpm、5rpm、10rpm、15rpm、20rmp、25rpm，并且每个挤出速率下保持时间为60s，实验记录数据包括剪切速率、剪切应力、黏度、机头压强、挤出的质量(需要人工记录，输入电脑中)。

试验结果说明

由图1、图2、图3示图结果可以发现，在不同长径比毛细管测试条件下的质量与螺杆转数对比曲线，八组样品几乎全部重合在一起，可以说明此检测方法具有较高的可靠性。

表1为根据实验结果拟合曲线所得K值与n值，利用Excel计算出8次试验标准方差值，K值的标准方差为992，n值标准方差值为0.00137，可见8次试验偏差较小，可以说明用哈克毛细管挤出顺丁胶试验重复性较好。

表1同批次样品不同时间所检测的哈克挤出的流动性指数n与稠度指数K

实施例2

一种评价顺丁橡胶质量稳定性的方法，包括以下步骤：

(1)、选取不同批次门尼粘度相同的试样；

(2)、将顺丁橡胶生胶样品裁剪后，放入哈克转矩流变仪中测试；选择奥斯特瓦尔德-德沃尔幂律关系模型对记录的数据进行拟合，得出n值与K值。

所述奥斯特瓦尔德-德沃尔幂律关系模型方程如下：

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(3)试验条件为：在转矩流变仪上输入生胶样品的比重值，在100℃条件下，分别在长径比为20:1.5、30:1.5、40:1.5的毛细管下进行挤出，挤出转速递度均设置为1rpm、5rpm、10rpm、15rpm、20rmp、25rpm，并且每个挤出速率下保持时间为60s，实验记录数据包括剪切速率、剪切应力、黏度、机头压强、挤出的质量(需要人工记录，输入电脑中)。

试样结果说明

由表2的结果可知，不同批次的顺丁橡胶的稠度指数、流动特性指数差异较大，稠度指数K越大，则表明样品在零剪切速率时，粘稠度越大；流动特性指数越小，则表明样品流动性越好。根据表中数据，第五批次与第六批次的顺丁胶的数值相差不大，稠度指数K在80000至90000之间，流动特性指数n在0.25至0.27之间。第四批次、第八批次、第九批次之间的K值、n值差别较大。由此可见，哈克毛细管流变挤出可检测出门尼粘度相近的顺丁橡胶的质量区别。

表2不同批次样品所检测的哈克挤出的流动性指数n与稠度指数K

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。