实验二门尼粘度

实验二 门尼粘度一实验目的1深刻理解门尼粘度的物理意义。2了解门尼粘度仪的结构及工作原理。3熟练掌握门尼粘度仪的操作。二实验仪器门尼粘度实验是用转动的方法来测定生胶、未硫化胶流动性的一种方法。在橡胶加工过程中，从塑炼开始到硫化完毕，都与橡胶的流动性有密切关系，而门尼粘度值正是衡量此项性能大小的指标。近年来门尼粘度计在国际上成为测试橡胶粘度或塑性的最广泛、最普及的一种仪器。本实验所用设备是由高铁检测仪器(东莞)有限公司制造的GT-2000M型门尼粘度仪。图GT-2000M型门尼粘度仪三实验原理工作时，电机小齿轮大齿轮蜗杆蜗轮转子，使转子在充满橡胶试样的密闭室内旋转，密闭式由上、下模组成，左上、下模内装有电热丝，其温度可以自动控制。转子转动时，转子对腔料产生力矩的作用，推动贴近转子的胶料层流动，模腔内其它胶料将会产生阻止其流动的摩擦力，其方向与胶料层流动方向相反，此摩擦力即是阻止胶料流动的剪切力，单位面积上的剪切力即剪切应力。与切变速率、粘度存在下述的关系，即适合非牛顿流动的幂指经验公式：剪切应力；切变速率；K流动粘度；n流动指数（在一定的和温度下是常数）。为了讨论问题方便起见，将上式改写成下面的形式：= /=设a=/= 则=a在模腔内阻碍转子转动的各点表观粘度a以及切变速率值是随着转动半径不同而有异，故须采用统计平均值的方法来描述a、，由于转子的转速是定值，转子和模腔尺寸也是定值，故的平均值对相同规格的门尼粘度计来说，就是一个常数，因此可知平均的表观粘度a和平均的剪应力成正比。在平均的剪切应力作用下，将会产生阻碍转子转动的转矩，其关系式如下：式中：M为转矩；为平均剪应力；S为转子表面积；L为平均的力臂长。转矩M通过蜗轮，蜗杆推动弹簧板，使它变形并与弹簧板产生的弯矩和刚度相平衡，从材料力学可知，存在以下关系： 式中：F为弹簧板变形产生的反力；e为弹簧板力臂长；为抗变型断面系数；为弯曲应力；为弯曲变形量；E为杨氏模量。由上式可知，和E都是常数，所以M与成正比。综上所述，由于，所以可利用差动变压器或百分表测量弹簧板变形量，来反映胶料的粘度大小。四试样准备1胶料加工后在实验室条件下停放2小时即可进行实验，但不准超过10天。2从无气泡的胶料上裁取两块直径约45毫米、厚度约3毫米的橡胶试样，其中一个试样的中心打上直径约8毫米的圆孔。3试样不应有杂质、灰尘等。五操作步骤1将主机电源及马达电源开启，打开电脑，启动测试程式。2设定测试条件。3将实验胶料放入模腔内，压下合模按钮至上模下降，开始实验。4测试完毕，压下开模按钮，打开模腔取出试样，打印实验数据。5实验完毕，结束程式，关掉电源，清洁现场。六实验结果的表示法及曲线分析1一般以转动4分钟的门尼粘度值表示试样的粘度，并用ML1+4100表示。其中：M门尼粘度值；L表示用大转子；1表示预热1分钟；4表示转动4分钟；100表示实验温度为100。2读数精确到0.5个门尼粘度值，实验结果精确到整数位。3用不少于两个试样实验结果的算术平均值表示样品的粘度（两个试样结果的差不得大于2个门尼粘度值，否则应重复实验）。4记录曲线的分析 记录仪所记录的是门尼粘度与时间的关系曲线，如图1所示： 门尼粘度 C A E B 1 5 时间（min） 图5-2 门尼粘度-时间曲线七.实验报告实验报告应包括下列内容：1实验样品的详细说明和标志，包括：1）来源；2）如为混炼胶，则报告混炼胶的详细情况。2试样制备的详细情况。3所用仪器的详细情况，包括：1）所用仪器型号及仪器的制造厂名；2）转子规格（大转子或小转子）。4实验条件的详细说明，包括：1）实验温度；2）预热时间（如果不是1min）；3）运转时间；4）模腔闭合力（如果不是11.5KN）。5