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O que significa plastificar borracha natural?
A propriedade mais valiosa da borracha é sua alta elasticidade. No entanto, essa propriedade valiosa da borracha natural traz grandes dificuldades para o processamento e produção de produtos. Se a elasticidade da borracha natural não for reduzida primeiro, a maior parte da energia mecânica será consumida na deformação elástica durante o processamento, e as várias formas que as pessoas precisam não podem ser obtidas. Por esse motivo, a borracha natural precisa ser processada mecanicamente, tratada termicamente ou adicionada com certos aditivos químicos para transformá-la de um estado elástico forte para um estado plástico macio e fácil de processar. Esse processo de usar energia mecânica ou energia térmica para quebrar as moléculas de cadeia longa da borracha natural e transformá-las em uma estrutura molecular com um peso molecular menor e um comprimento de cadeia mais curto, e finalmente transformá-la de um estado elástico para um estado plástico é chamado de plastificação ou mastigação da borracha natural.
Importância da plastificação da borracha natural
- O aumento da plasticidade da borracha natural favorece a mistura e dispersão uniforme de agentes compostos durante a mistura.
- Após a plastificação, a borracha natural pode melhorar a fluidez da borracha, facilitar as operações de calandragem e extrusão e estabilizar o formato e o tamanho do blank de borracha.
- Após a plastificação, a borracha natural pode aumentar a adesão da borracha e facilitar as operações de moldagem.
- Após a plastificação, a borracha natural pode melhorar a solubilidade da borracha no solvente, facilitar a fabricação da pasta de borracha e reduzir a viscosidade da pasta de borracha, facilitando a penetração nos orifícios das fibras e aumentando a adesão.
- A plastificação também pode melhorar o preenchimento do molde com borracha, tornando o padrão do produto modelo completo e claro.
Claro, a plasticidade da borracha natural não é quanto maior, melhor. A plasticidade excessiva reduzirá suas propriedades físicas e mecânicas. Nosso princípio é ter a menor plasticidade enquanto atendemos aos requisitos do processamento do processo.
Chave Métodos de teste para avaliação Fios agrícolas naturais Plasticidade da borracha
A plasticidade é o principal indicador para identificar a qualidade da borracha plastificada. Existem dois métodos de teste de núcleo comumente usados: método de compressão e método de torque rotacional.
Método de compressão
O método de compressão é o principal método para medir a plasticidade na produção de borracha devido à sua operação simples e teste preciso. Os métodos mais comuns incluem o método de Williams e o método de Wallace. A maior desvantagem do método de compressão é a taxa de corte da amostra relativamente baixa durante a medição. Por exemplo, a taxa de corte do método de Williams é <1 s⁻¹ , o que está muito longe da realidade da produção.
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Método Williams
O princípio de teste deste método é avaliar a plasticidade pela mudança de altura da amostra após um certo período de tempo a uma temperatura constante e uma carga constante. Durante a medição, uma amostra cilíndrica com um diâmetro de 16 mm e uma altura de 10 mm é pré-aquecida a (70±1)°C por 3 minutos e, então, a esta temperatura, uma carga de 5KG é adicionada entre duas placas paralelas. Após a compressão por 3 minutos, a carga é removida, a peça de teste é retirada e colocada em temperatura ambiente para recuperação por 3 minutos. Então, a plasticidade da amostra é calculada com base na deformação por compressão da altura da amostra e na recuperação da deformação após a remoção da carga.
Na fórmula,
P — a plasticidade da amostra
h0 — altura original da amostra, mm
h1 — altura da amostra após 3 minutos de compressão, mm
Se o material for um fluido absoluto, então
h2 = h1 = 0, P = 1.
Se o material for um corpo elástico absoluto, então
h2 = h0, P = 0.
Como a borracha é um material viscoelástico, a plasticidade calculada por esta fórmula deve estar entre 0 e 1. Quanto maior o valor, maior a plasticidade. Para simplificar o teste de plasticidade, algumas pessoas usam diretamente o valor de h1 para indicar a maciez do composto de borracha (geralmente em unidades de 1/100 mm). Quanto menor o valor de h1, maior a plasticidade.
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Wallace Mmétodo
O princípio básico deste método é o mesmo do método de Williams. A plasticidade é expressa pela variação na espessura da amostra de borracha plastificada sob posicionamento, carga e tempo fixos. Durante a medição, uma folha de borracha com cerca de 3 mm de espessura é recortada para produzir uma amostra com diâmetro de aproximadamente 13 mm e volume constante de (0.4 ± 0.04) cm³ , sendo então colocada em um instrumento. A temperatura de teste é de (100 ± 1) °C. Em seguida, a placa de pressão é fechada rapidamente, a amostra é pré-comprimida a 1 mm e, após um pré-aquecimento de 15 segundos, uma carga de 10 kg é aplicada. Nos 15 segundos seguintes, a leitura indicada pelo medidor de espessura representa a plasticidade da borracha plastificada. O tempo total da operação é de apenas 30 segundos. Considera-se que 0.01 mm representa 1 unidade de plasticidade. Se o medidor de espessura indicar 25 mm de espessura da amostra, significa que a plasticidade de Wallace é 25. Quanto maior o valor de Wallace, menor a plasticidade.
Método de viscosidade de Mooney
Este método usa um viscosímetro Mooney para medir a plasticidade da borracha plastificada. O princípio do teste é que o rotor padrão envolto na borracha gira a uma velocidade constante (geralmente 2 rpm) na cavidade da matriz sob uma certa temperatura, tempo e pressão. A resistência ao cisalhamento do rotor está relacionada à mudança na viscosidade da amostra, e esse torque de resistência ao cisalhamento é definido como a viscosidade Mooney. O resultado da medição é expresso em viscosidade Mooney. O valor da viscosidade Mooney varia dependendo das condições de teste, portanto, as condições de teste devem ser indicadas. Geralmente é expresso como ML(1+4) 100°C, onde M representa a viscosidade Mooney e ML(1+4) 100°C representa o valor de torque medido quando um rotor grande (diâmetro 38.1 mm) é pré-aquecido a 100℃ por 1 min e girado por 4 min. A faixa de valor de medição do método de viscosidade Mooney é de 0 ~ 200. Quanto maior o valor, maior a viscosidade, ou seja, menor a plasticidade.
A viscosidade Mooney reflete a viscosidade da borracha sob condições específicas e pode ser usada diretamente como um indicador para medir as propriedades reológicas da borracha. No entanto, devido à sua baixa velocidade de medição (velocidade do rotor é 2r/min) e baixa taxa de cisalhamento, ela só pode refletir as propriedades reológicas da borracha em baixas taxas de cisalhamento.
O método de viscosidade Mooney é rápido e simples, e a fluidez dinâmica que ele representa é próxima das condições reais do processo. Além disso, ele também pode medir facilmente o tempo de queima da borracha e entender oportunamente a segurança do processamento da borracha. Portanto, esse método é amplamente utilizado em pesquisa científica e produção.
Instrumentos usados para Eavaliar R naturaluber Plasticidade
Plastômetro de placas paralelas Williams
O plastômetro de placas paralelas Williams é um instrumento vital usado na avaliação da plasticidade de materiais de borracha. Este dispositivo consiste em duas placas paralelas que podem ser ajustadas para controlar a folga entre elas, permitindo a medição precisa das propriedades de fluxo da borracha sob pressão e temperatura no forno. Ao aplicar pressão à amostra de borracha colocada entre as placas e monitorar sua deformação, o plastômetro fornece dados valiosos sobre o comportamento do material em termos de mastigação e plasticidade. Essas informações são cruciais para garantir a qualidade e o desempenho dos produtos de borracha em várias aplicações.
Plastímetro rápido Wallace
O Plastímetro Rápido Wallace é um instrumento essencial utilizado na avaliação da plasticidade da borracha natural. Este dispositivo opera submetendo uma amostra do material de borracha a um nível específico de pressão e temperatura, medindo a deformação resultante e as características de fluxo. Ao analisar os dados obtidos do plastímetro, os fabricantes e pesquisadores podem dominar as propriedades de mastigação e plasticidade do material, cruciais para a mistura subsequente e otimização da formulação. O Plastímetro Rápido Wallace desempenha um papel significativo nos processos de controle de qualidade e esforços de pesquisa dentro da indústria da borracha, auxiliando no desenvolvimento de materiais de borracha duráveis e de alta qualidade para várias aplicações.
Viscometer Mooney
O viscosímetro Mooney é uma ferramenta valiosa na indústria da borracha para avaliar a viscosidade da borracha natural e as características de cura dos compostos de borracha. Este instrumento mede o torque necessário para girar um rotor em uma amostra de teste de borracha dentro da cavidade da matriz durante o teste. Ao monitorar as mudanças no torque ao longo do tempo, o viscosímetro Mooney fornece insights sobre o comportamento de processamento do material, propriedades de cura e qualidade geral. Com os dados obtidos deste instrumento, os fabricantes podem dominar a plasticidade da borracha natural, ajustar suas formulações de borracha, otimizar os parâmetros de processamento e garantir a consistência e o desempenho de seus produtos de borracha. O viscosímetro Mooney é um dispositivo confiável em laboratórios de borracha, desempenhando um papel crucial em esforços de pesquisa, desenvolvimento e controle de qualidade na indústria da borracha.
Resumo
A avaliação da plasticidade da borracha natural é um aspecto crítico para garantir a qualidade e o desempenho do processamento subsequente da borracha. Ao utilizar métodos de teste importantes, como o método de compressão e o método de viscosidade Mooney, fabricantes e pesquisadores podem obter insights valiosos sobre as propriedades de fluxo e trabalhabilidade da borracha natural. Os instrumentos de teste correspondentes discutidos nesta postagem do blog — o Williams Parallel-plate Plastometer, o Wallace Rapid Plastimeter e o viscosímetro Mooney — desempenham um papel crucial na medição e análise precisas da plasticidade dos materiais de borracha. Por meio da avaliação precisa da plasticidade da borracha, as partes interessadas na indústria da borracha podem otimizar formulações, aumentar a eficiência do processo e atender às necessidades em evolução dos clientes em uma ampla gama de indústrias. Adotar esses métodos de teste avançados e utilizar instrumentos confiáveis é fundamental para impulsionar a inovação e a qualidade no setor da borracha.
