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免费技术论文
门尼等效结果。无需热转子。
保留门尼数值。获取粘弹性数据。
获取规格要求的 ML(1+4) 数值,以及门尼测试无法呈现的弹性、粘性和固化数据。Alpha 应用工程师万里与 Unal Yilmazoglu 着手研究在橡胶加工分析仪(RPA)上获得门尼等效结果所需的测试条件。论文介绍了测试方法、生胶与填充胶料的数据,以及相关性成立的范围。
通过本论文,您将了解:
- 17 种生胶达到 R² = 0.996 所采用的测试条件(100 °C、低频、高应变)
- 频率和应变幅值如何影响相关性
- 为何 MV-RPA 测试读取弹性扭矩S′而非 G*
- 相关性在哪些情况下减弱,包括天然橡胶和长链支化
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R² = 0.996
基于 S′ 计算的 ML(1+4) 等效值,涵盖 17 种生胶(EPDM、BR、IIR、NBR、SBR)。100 °C、低频、高应变。
R² = 0.998
7 种填充胶料。100 °C、低频、高应变幅值。
1 台仪器
弹性、粘性、固化及加工性能数据。
自动化
测试过程无需手动操作热转子。
问题所在
单一门尼数值遗漏了什么
两种弹性体的门尼值相同,在您的工艺中却表现各异。门尼测试无法告诉您原因。
自 20 世纪 30 年代以来,门尼粘度仪一直用于生胶分级。在标准转速 2 rpm 下,转子边缘的剪切速率最高为 1.6 s⁻¹,而挤出和注射成型的剪切速率要高得多。
该测试以单一扭矩值报告总流动阻力,无法区分弹性响应与粘性响应,因此门尼粘度相同的弹性体往往表现出不同的动态性能。
部分材料超出了该测试的适用范围。天然橡胶和高长链支化聚合物在标准的 4 分钟内往往无法达到稳定扭矩,有些曲线持续上升或出现多次过冲。
规格仍以门尼为准。客户规格和分析证书(CoA)要求提供 ML(1+4)。您需要这个数值,问题在于获取它是否必须依赖热转子。
测试方法
MV-RPA 测试如何提供门尼等效结果
定制的 Alpha MV-RPA 测试在 Premier RPA 上运行,在三种条件下读取弹性扭矩S′,这些条件的选择旨在匹配门尼模腔内的形变。
低频
在 0.1 Hz 下,RPA 的剪切速率接近门尼测试中的平均剪切速率。论文对 11 种 BR 的研究显示,随着频率升高,相关性急剧下降。
高应变
门尼测试对样品的剪切远超其线性区。高应变幅值使 RPA 样品处于同样的非线性区域。
弹性扭矩S′
随着应变增加,复数模量 G* 与门尼粘度的关联减弱,而 S′ 的关联增强,并在不同弹性体类别中保持一致。

生胶。17 种生胶(EPDM、BR、IIR、NBR、SBR)的 ML(1+4) 与 S′ 对比。100 °C、低频、高应变。R² = 0.996。

填充胶料。7 种橡胶胶料的 ML(1+4) 与 S′ 对比。100 °C、低频、高应变幅值。R² = 0.998。
哪些情况仍需保留门尼测试。在同一橡胶类别内相关性最强。无论采用何种 RPA 条件,天然橡胶和高长链支化聚合物仍难以预测。论文对此作出了解释。
关于 Premier RPA
门尼等效结果,四种仪器合而为一
Premier RPA 可用作生胶流变仪、胶料加工性能测试仪、含硫化剂材料的硫化仪,以及硫化胶的动态力学分析仪。MV-RPA 测试在同一自动化平台上增加了门尼等效结果。
- 17 种生胶达到 R² = 0.996 所采用的测试条件(100 °C、低频、高应变)
- 频率和应变幅值如何影响相关性
- 为何 MV-RPA 测试读取弹性扭矩S′而非 G*
- 相关性在哪些情况下减弱,包括天然橡胶和长链支化
更多资源
深入了解从门尼到 RPA
研究精简版、常见问题的直接解答,以及一场关于单一门尼数值遗漏了什么的点播网络研讨会。
常见问题
从门尼到 RPA:问题解答
RPA 给出的是由弹性扭矩S′计算得出的门尼等效 ML(1+4) 值。在 Alpha 的研究中,17 种生胶的 S′ 与 ML(1+4) 相关性达到 R² = 0.996(100 °C、低频、高应变),7 种填充胶料达到 R² = 0.998(100 °C、低频、高应变幅值)。两种仪器使样品形变的方式不同,因此应将结果视为等效,而非完全相同。
定制的 Alpha MV-RPA 测试在 100 °C、低振荡频率和高应变幅值下运行。技术论文展示了各项设置如何影响与门尼粘度的相关性。
在低应变下,G* 与门尼粘度相关性良好。随着应变升高进入非线性区,G* 的相关性下降,S′ 的相关性上升。高应变更能反映门尼模腔内及生产现场的形变。
天然橡胶是最难的情况。其高分子量和凝胶含量往往使门尼扭矩无法在标准的 4 分钟内达到稳态,因此无论使用哪种仪器都难以进行清晰的比较。请就您的 NR 牌号咨询应用工程师。
不需要。许多规格和分析证书仍要求提供 ML(1+4)。切实可行的第一步是:同时使用两种仪器,基于您自己的材料建立相关性。Alpha 应用工程师可以协助您进行规划。
RPA 集四种仪器于一体:生胶流变仪、胶料加工性能测试仪、含硫化剂材料的硫化仪,以及硫化胶的动态力学分析仪。您可以获得弹性与粘性分量(S′ 和 S″)、分子量、分子量分布和长链支化等分子结构指标,以及固化数据。