塑性测试方法有三种:压缩法、旋转扭力法、压出法。压缩法常用的是威廉氏法和华莱氏法两种,压缩法操作简单、测试准确,但测定时试样所受切变速率比较低,与实际生产有一定距离。所使用的仪器有威廉塑性测定器和德弗塑性测定器,前者是广泛被采用的一种仪器。
威廉塑性测定器的使用原理,是将试样放在两个光滑平板之间,在一定的温度和压力作用下,压缩一定时间;并测量试样试验前后高度的变化。1
测定方法威廉氏(Williams)法威廉氏法是在定温、定负荷下,用试样经过一定时间的高度变化来评定其可塑性。
先测定室温的原高,在(70±1)℃温度下,先预热3min,然后在此温度下,于两平行板间加5kg负荷,压缩3 min后测定高度,除去负荷,取出试片,置于室温下恢复3min,测定恢复后的高度。
华莱氏(wallace)法华莱氏快速可塑性测定法基本原理与威廉氏法相同,以定温、定负荷、定时间下塑炼胶配合与塑混炼操作技术试样厚度的变化来表示可塑性。测定时将厚约3 mm的胶片冲裁出直径约13 mm、体积恒定为(0.4±0.04)cm3的试样后,放至快速测定仪内,试验温度为(100±1)℃。然后迅速闭合压盘,将试样预压至1mm,进行预热15S后,施加10kg负荷,至第二个15 s,测厚计指示的读数即为塑炼胶的可塑度,整个操作时间仅为30S。规定0.01 mm表示1个可塑度单位,如测厚计测出试样厚度为0.46 mm,即表示华莱氏可塑度为46,华莱氏数值越大,则表示可塑性越小。
门尼(Mooney)黏度法(旋转扭力法)门尼黏度法是根据试样在一定温度、时间和压力下,在活动面(转子)和固定面(上、下模腔)之间变形时所受到的扭力来确定橡胶的可塑性的。测量结果以门尼黏度来表示。门尼黏度值因测试条件不同而异,所以要注明测试条件。
门尼黏度反映了胶料在特定条件下的黏度,可直接用做衡量胶料流变性质的指标。但因其测量时速度较慢(转子转速为2r/min),切变速率较小,因此它只能反映胶料在低切变速率下的流变性质。
门尼黏度法测试胶料可塑性迅速简便,且表示的动态流动性接近于工艺实际情况。此外,它还可以简便地测出胶料的焦烧时间(用直径为30.5 mm的小转子,胶料在120℃下预热1 min后,测得的门尼黏度值下降到最低值再转入上升5个门尼值时所需要的时间,即焦烧时间),能及时了解胶料的加工安全性。
压出法压出法是在一定温度、压力和一定规格形状的口型下,于一定时间内测定塑炼胶的压出速度,以每1min压出的毫升数或质量(g)数表示可塑性,数值越大,表示压出速度越快,胶料的可塑性越大。其过程与压出机口型的工作状况相似,故可更确切地反映胶料的流变性质。但由于压出法试样消耗量多,测试时间长,故工业生产上应用较少,一般用于科研。2
测定指数液性限度液性限度是黏土或坯料呈可塑状态时的上限含水率。若超过此含水率,黏土即进人半流动状态.此时承受剪切应力的能力急剧下降。因此液性限度也是黏土(或坯料)由流动状态进人了塑性状态时的含水量。
塑性限度1)概述
塑性限度(简称塑限)是黏土或坯料呈可塑状态时的下限含水率。若低于此含水率,黏土和坯料丧失可塑性而呈半固体状态,即塑限系黏土(或坯料)由固相状态进入塑性状态时的含水量。
2)测试
塑性限度的测定有滚搓法。滚搓法是按可塑性指标测定中制备试样方法制备泥料试样,然后将泥料用双手搓成椭圆形,再用手掌在毛玻璃板上轻轻滚搓至泥料直径约为3mm,并断裂成长约10mm互不相连的泥条为止。用烘干称量法测定其水分,表示塑性限度。滚搓时应注意不使泥条空心和扭断。由于此方法全系手工操作,人为的误差大,结果不易准确;同时对可塑性过高或过低的黏土不太适用,因此已基本淘汰。一般采用测定最大分子吸水值代替。3
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张静 - 副教授 - 西南大学