门尼测试各参数的意义及MV2000门尼粘度计用于胶料的门尼松弛测定

MV2000门尼粘度计用于胶料的门尼松弛测定

门尼应力松弛曲线：

A.门尼应力松弛之功用：

传统之门尼粘度仪只提供门尼粘度值供加工之参考，但以现阶段之加工要求这是不够的，因为门尼粘度只是加热之后橡胶的流动性，但是外力消失后之回复速度并无法得知，唯有透过应力松弛曲线才得以更精确的控制加工物之尺寸。经由实验证明有很多的合成物门尼粘度值一样，但是加工之后尺寸仍不易控制，究其原因就是因为应力松弛之不同造成。

B.门尼应力松弛之定义有二种：

1.在门尼测试测量之后于同一试片上进行的测试，是于测试完成转子快速停止转动后（0.1秒）一设定时间内之门尼粘度输出值之幕定律衰减。

2.同上于转子快速停止转动后30秒时所保持之门尼扭矩的百分读数。

其中提供的数据名词解释如下：

a：应力松弛斜率

A：应力松弛测试开始之时间（t0）至结束之时间（tf）内松弛曲线之投影面积。

k：为1s时之扭力值。

门尼松弛的概念：

一、定义：

力学原理：应力松弛是指材料在固定变形下，应力会随时间延长逐渐减小。应力松弛是材料的一项重要性能，用于比较聚合物分子量分布，了解胶料的工艺性能，评价胶料的均一性与

加工性。

二、ASTM-D 1646标准：规定了应力松弛测试方法、应力松弛线性回归分析等要求。材料力学理论及实践表明：松弛应力与时间的指数成正比关系。

M=k(t)a

M—门尼值读数

k—常数，取应力松弛开始1秒瞬间的门尼值。

a—指数，用以表示应力松弛的速度。

收缩性强的胶料，在测试过程中容易在模腔中滑动，测量结果与理论会有一些偏差。

三、门尼应力松弛测试原理：应力松弛试验方法是在粘度测试结束后，马达在0.1秒内刹车，模腔内被扭转的橡胶会逐渐松弛，连续测量扭力变化情况，采样频率不低于1次/秒。做出应力松弛曲线。

应力松弛有以下三个参数

1、K值：1秒钟的瞬间扭力值，它和门尼值的差异度会反映胶料的初始收缩性。

2、a值：应力松弛直线的斜率，反映应力松弛的速度。

3、A值：直线下的面积，作为应力松弛的重要参数综合反映应力松弛的性能。

综合分析上述三个参数，统计比较实际加工效果，从而不断调整提高材料配方及工艺水平。作为一种新的检测方法，应力松弛改变了门尼焦烧测试功能单一，不能全面反映胶料加工性能的状态。为门尼粘度试验机开辟了更广泛的应用前景，提供了更多的测试手段和分析工具，作为一种标准配置，具有很大的发展潜力和探索空间。

所谓应力松弛，就是在固定的温度和形变下，聚合物内部的应力随时间增加而逐渐衰减的现象。这种现象也在日常生活中能观察到，例如橡胶松紧带开始使用时感觉比较紧，用过一段时间后越来越松。也就是说，实现同样的形变量，所需的力越来越少。未交联的橡胶应力松弛较快，而且应力能完全松弛到零，但交联的橡胶，不能完全松弛到零。

线形聚合物的应力松弛的分子机理：拉伸时张力迅速作用使缠绕的分子链伸长，但这种伸直的构象是不平衡的，由于热运动分子链会重新卷曲，但形变量被固定不变，于是链可能解缠结而转入新的无规卷曲的平衡态，于是应力松弛为零。交联聚合物不能解缠结，因而应力不能松弛到零。

应力松弛同样也有重要的实际意义。成型过程中总离不开应力，在固化成制品的过程中应力来不及完全松弛，或多或少会被冻结在制品内。这种残存的内应力在制品的存放和使用过程中会慢慢发生松弛，从而引起制品翘曲、变形甚至应力开裂。消除的办法时退火或溶胀（如纤维热定形时吹入水蒸汽）以加速应力松弛过程。