集成DMA的生胶粘着性试验仪

1、集成 DMA的生胶粘着性试验仪继 2007 年推出独立的粘着性试验仪后， 德国 Gabo公司今年又向市场推出集 DMA与粘着性试验仪于一体的二合一系统作者：德国，Gabo Qualimeter Testanlagen GmbH， H Deckmann德国 Gabo Qualimeter Testanlagen有限公司2008 年在市场上推出了一种新型粘着性试验仪。该仪器是二合一组合仪器，由Gabo QualimeterTestanlagen有限公司的DMA系列 (Eplexor 500N High End)和或屈挠试验仪(Gabometer 2000 High End Gabometer 40

2、00 HighEnd) 与 Gabotack 系统组成 ( 见图 1) 。图 2 示出了该新产品的详细结构。 在顶部前盖后面安装有 DMA模式的静态变形系统以及粘着性测试模式的形变传感器。只需用鼠标点击一下就可改变试验模式。粘着性试验的传感器系统位于左侧。位于右侧的静态应变指示器用于DMA测试。对于粘着性试验，采用传统的测试方法，如剥离试验7 来测定两个生胶试样表面之间的粘着性。遗憾的是，这些方法常常会由于在最终分离过程之前的关键拼合步骤中缺乏均一性而失败，而且很难获得均一的、重现性好的试验结果。所面临的挑战是如完美地完成拼合过程。为了获取具有重现性的试验结果，有一个基本要求，即在拼合过程中形

3、成的两个层之间的接触区域不能卷气7，如图 3 所示。试样的表面粗糙度、 所施加的压缩力以及在拼合过程中接触持续时间都会影响界面层相邻聚合物链之间所发生的物理和化学相互作用。温度是另一个重要参数。环境温度是如何影响轮胎部件半成品粘着性能的呢？用户利用 Gabo QualimeterTestanlagen有限公司新一代的“二合一”仪器还可以对该问题进行分析。一般说来，所有二合一组合仪器( 装备有粘着性试验模块的DMA)都配备有控温腔。为了获取良好的、具有重现性的结果，选取方便的试验条件是取得成功的关键。实际上，有几个参数在较大范围内影响拼合过程，包括： 在压合过程中的接触时间；在拼合过程中的力或压

4、力； 分离过程的速度。 由于材料变化范围很宽， 所以需要进行针对性的处理，这样才能优化试验方法。所有这些参数都很容易用GABO粘着性试验软件进行调节：第一步是必须选取1-10N 范围内的接触力。 还必须确定拼合过程中的压缩力和接触持续时间。式。最后是选取分离的速度模当然，试验夹具的几何形状是实现接触区无卷气的另一个重要因素7( 图5) 。分离力的大小是粘着性能的直接物理表征。一般会观察到一个粘着力峰值，而粘着力取决于拼合过程中产生的自粘或互粘过程。典型的粘着力峰值示于图6。分离力越大，则界面层内分子之间的相互作用越强。图 1：配有 Gabotack 升级产品图 2：新试验系统的细节图 3：在拼

5、合过程中的卷气现象的 Eplexor图 4：设定试验参数图 5：Gabotack 的试验夹具图 6：典型的粘着峰料着力定义为在两个弹性体试样分离过程中所记录的最大峰值力。拼合期由可调节的持续时间和压缩力设定值来确定。毫无疑问，这些设定值的选择取决于试验材料的性质。二合一组合仪器 ( 配备有粘着性试验模块的 DMA)是一种移动式独立桌面系统，足利用 Eplexor 500N High End 型仪器进行 DMA研究以及粘着性试验。系统的上部安装有一个电动伺服马达， 用于施加静态试样变形。 下部配备有一个电动振动器系统，用于 DMA试验模式。配备有伺服马达驱动器的上部用于粘着性试验模式。在 DMA

6、模式下， 采用强迫振荡偏共振方法来获取动态力学谱。利用该方法测量试验材料的粘弹性能 ( 复数模量 |E*| ，贮能模量 E，损耗模量 E和 tan ，即粘弹阻尼 ) 。第一步是在试样上施加静态负荷。第二步是叠加频率范围介入 0.0001-100Hz 的正弦机械振荡。对于纯弹性材料，如不锈钢弹簧，试样对恒定正弦动态变形的响应与外部激振同相 ( =Oo， tan =0) 。粘性材料对外部激振表现为时间滞后响应，这种情况下可观察到相位偏移90o( =90o，tan =90o，图 7 和图 8) 。在粘着性试验模式下，可以测试厚度为置的试验系统也可接受方形、矩形或圆形试样。2-30mm的弹性体试样。此

7、外，即使采用标准配可以用一个矩形方形和或圆筒形裁刀冲切试样。方便试验的尺寸是，对于矩形方形试样，边长为50-60mm，对于圆形试样，直径为40-50mm。典型的可调节接触时间范围是10s 到 500s 。压缩力一般在10N和 300N 之间调节。粘着性能的测试分为三步进行(图 9)。第一步是拼合试样。 拼合过程的速度和力值由用户设定。 第二步是施加所选时间长度的压力。第三步是进行分离， 该过程中测量分离试样所需的力 ( 粘着力和峰值力 ) 。一般说来， 预先拼合好的试样在几秒内就可分离。二合一组合仪器可以进行DMA试验和粘着性试验，可用于研究实验室或质量控制部门。该仪器易于操作。现有(Eple

8、xor 500N High EndGabo Qualimeter Testanlagen，Gabometer 2000 High End和有限公司的DMA或屈挠仪系统Gabometer 4000 High End)可升级改造成具有这种新特点。图 7：机械试验激振与响应图 8：粘弹材料行为图 9：测量原理3 个步骤参考文献1） Aubry,D W and Sherriff M J Polym Sci ，Polym Chem， Ed 18， 2597(1980)2） Aubry,D W Rubber Chem Technol ，61， 448(1988)3） Bussmaker,O K FRubber Chem Technol 37 1l784）Bister,EBorchard W. and Rehage，GKautsch GummiKunstst 29 527(1976)5）Giese,U Schuster,R.H. Autohesionof Tyre Rubbers and Compounds-measurementand Influences DIK e V. Hannover6） Bothe L and Rehage， G Angew Makromol. Chemie 100，39(1981)