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1、某轮胎厂，年产子午线轮胎30万套，请考虑此厂胎面胶的混炼工序应采用什么设备，为什么？,混炼在橡胶加工过程中最重要的工序之一，如果设备选用不合适或工艺过程控制不当，都会影响到混炼胶的质量，进而影响到产品质量。,单元五 配制质量分析处理,子项目布置（提前完成）：名称：完成所制成实用胶料质量检验内容：质量检验项目确定各项指标测定和分析（硬度、密度、可塑度、门尼粘度、硫化特性）胶料质量问题分析与处理,第一节 质量检验,子分任务一：胶料质量检验（子项目中1、2）（提前完成）内容：质量检验项目确定各项指标测定和分析（硬度、密度、可塑度、门尼粘度、硫化特性）,安排：讨论：全班分组八组，每组先查阅资料制定初步
2、检验计划（方案）并进行讨论发言：每组轮流选择主发言人，提出观点共同讨论，其他人提出补充意见。教师引导。老师点评总结：完成课程要求。教师总结：,一、硬度测定,橡胶的硬度值表示其抵抗外力压入即反抗变形的能力，其值大小表示橡胶的软硬程度，根据硫化胶硬度大小可以判断胶料半成品的配炼质量及硫化程度，因而硬度做为混炼胶快检指标之一。,一、硬度测定,1、测试原理邵尔硬度计测定的是压针压入深度与压针伸长长度之差对原伸长长度比值百分率，可用下列公式表示。T=2.5-0.025h 其中：T压针压入深度，mm；h邵尔硬度。由此可知，对于一个流动性很好的材料T=2.5，所以h 为0，对于刚性材料T=0，h=100，硬
3、度范围0100，测定最佳范围在2090。,一、硬度测定,2、仪器（实物演示）硬度计按形式可分为台式和手提式，一般实验室多采用台式硬度计，它是由底座、工作台面、压针、刻度表、砝码和主柱等组成，如图所示。,硬度计示意图1底座；2工作台面；3压针；4刻度表；5砝码；6主柱,一、硬度测定,3、试样（实物演示）试样厚度不小于6mm，如试样厚度低于6mm，可用同样胶片重迭起来，但重迭片数不得超过3层。试样表面应光滑、平整，不应有缺胶，机械损伤及杂质等。如试样表面有杂质，需用纱布沾酒精擦净。试样在试验温度下应至少停放5h。,一、硬度测定,4、试验步骤（教师演示并配以录像）试验前检查硬度计指针是否指于零点(如
4、指针量偏离零位时，可以松动右上角压紧螺丝，转动表面，对准零位)，并检查压针压于玻璃面上(压针端面与压脚底面严密接触于玻璃板上)，是否指于100，如不指零位和100时，可轻微按动压针几次，如仍不指零位和100度时，则不能使用，如在定荷架上使用时，可拔动手柄，使工作台上升，将定位销插入工作台下部小孔，调整工作台水平后使用，如仍不指100时同样不可使用。将试样置于硬度中玻璃面上。用定负荷架辅助测定试样的硬度。在试样缓慢地受到lkgf负荷，(硬度计的底面与试样表面平稳地完全接合)时立即读数（1s内）。试样上的每一点只准测量一次硬度，点与点间距离不少于6mm，点与边间距不少于12mm。每个试样的测量点不
5、少于5个，取其中值为试验结果，试验结果精确到整数位。,一、硬度测定,学生演示（抽人每组轮流）并进行评训下达任务：请同学们测定出本组硬度并对比标准分析。学生实测（分8组每人都测）（同时进行测定过程进行评价）学生评训讨论（每组抽人发言评论）教师评价,二、密度测定,方法分类悬挂法（分析天平）直读法密度电子天平法比重液法橡胶的密度指在一定的温度下，单位体积的橡胶质量。橡胶比重指橡胶的质量和同体积的纯水(4)的比重值，比重是无单位而密度有单位(g/Cm3)，但两者的数值相等。1、测试原理：根据物体浸没在水中时，其浮力等于其体积与水密度积，求得体积从而求出密度。2、试样试样为任意形状，质量不小于1g。试样
6、不得有气泡、裂缝、表面清洁无杂质，停放期间避免阳光直射及其它破坏性的影响。试样需在硫化之后间隔不少于6h，最长不超过4个星期。试验前应在标准室温下（232)将试样放且不少于2h，为了便于比较，应尽可能在相同时间间隔中进行测试。,二、密度测定,3、试验操作步骤（教师演示并配以录像）实验装置见下图,1天平臂；2毛发；3吊篮；4烧杯；5吊环；6试样；7坠子；8跨架；9天平盘,用感量为0.001g分析天平称量试样在空气中的质量M1。将跨架置于天平盘简吊篮的空档中(彼此不能有任何部位接触)，再将盛有蒸馏水的烧杯(容量250ml)放置于跨架之上。水温与测试温度相同。将直径小于0.2mm的钢丝或毛发制的吊环
7、(端部可放一大头针，用以插试样)，挂于天平吊钩上，称其在蒸馏水中的质量M3，(准确0.001g)，若吊环质量小于0.010g，则不必进行质量修正。将试样置于吊环上，先用蒸馏水润湿试样表面，称其在蒸馏水中的质量M2。如果试样密度小于1g/Cm3，则在吊环上吊挂一个坠子，把试样坠入水中进行称量，但应测定坠子及吊环在水中的质量M3。,二、密度测定,4、结果计算橡胶的密度可采用下列公式求得 式中：试样在试验温度下的密度，g/Cm3；M1试样在空气中的质量，g；M2试样在水中的质量(包括吊环或坠子)，g；M3吊环(或坠子)在水中的质量，g；0水在试验温度下的密度，g/Cm3。在标准试验温度下水的密度可以
8、为1g/Cm3，每种试验品的数量不少2个，取其算术平均值作为试验结果。,学生演示（抽人每组轮流）并进行评训下达任务：请同学们测定出本组密度并对比标准分析。学生实测（分8组每人都测）（同时进行测定过程进行评价）学生讨论（每组抽人发言评论）教师评价,二、密度测定,三、可塑度测定,1、基本原理本试验是将试样，塑炼胶或淮炼胶在一定温度条件下置于两平板间，在定负荷作用下进行压缩一定时间，用其高度变化程度来表示试样的可塑性。按压板规格大小可将试验机分为三类：第一类上下压板的直径远大于试样的直径，如威廉氏可塑度试验机；第二类上下压板直径与试样的直径相同，如德弗可塑机；第三类上下压板直径比试样直径略小，如华莱
9、快速可塑机。压缩型可塑度试验机具有结构简单，操作方便等优点。但也存在如下缺点：胶料中所产生的剪切速度过低，一般小于0.15-1，这样低的剪切速度在橡胶工艺中是不存在的；不能破坏胶料中触变结构；由压缩时胶料流动非常复杂，因而从试验结果是不知道胶料的流动恃性。我们国家规定可塑性采用威廉氏可塑度表示，下面重点介绍该机的一般使用方法,三、可塑度测定,2、试验条件温度：701；时间：预热3min，恒压3 min，恢复3 min；压力：5.0000.005 kg。,三、可塑度测定,3、仪器设备切片机切片机分为单头和双头两种，这里主要介绍SPl610型双头快速切片机。该机主要由底座、车头主轴、顶料装置、左和
10、右进给拖板和冷却系统所组成。其各部结构分述如下：底座是本机的骨架，底座上方与车头主轴、左、右进给拖板相联接，下方装有三相电机，通过三角胶带传动驱使主轴旋转。车头主轴由两个轴承座支撑，两端装有两套刀具，左端装有孔径16mm环刀，右端装有两片100201单刃圆刀，主轴轴心内设有顶料装置。顶棒由活络连杆与左拖板连接，移动拖板顶棒亦随之移动，左、右进给拖板均采用燕尾式滑道。左拖板上装有拖板把手行程限位器，进料行程可通过限位器调节。右拖板上配有试样夹持器，摆动手柄即可使试样夹持器向单刃圆刀平行移动。主轴中部上方配有水箱。切割试样时须开启水箱两侧阀体旋钮，向两切刀加注冷却水。,三、可塑度测定,使用方法：（
11、教师演示并配以录像）用8圆销塞入主轴右端的挡圈孔内，阻止主轴转动，然后将环刀旋紧左端主轴上。主轴右端安装两片100201单刃圆刀，在两刀片之间装有固定垫圈(厚10毫米)旋紧螺帽即可。调节好左端进给拓板上的限位螺丝，使进给行程超出环刀口，以保证试样胶料割穿。启动电动机，开启水箱左端冷却水旋钮。将试样胶料垂直平贴在平台上。推动手把使进料拖板进给，旋割圆柱体。退回进料拖板，由活络连杆带动顶棒，将16圆柱体试样由环刀口顶出(如顶棒顶不出试样，可调节顶棒行程)。按以上程序旋割好若干试片后，提起右端试样夹持器上模，将圆柱体试片嵌入夹持器孔内，闭合上模，开启冷却水旋钮，推动手柄。直至碰到限位块即可退回，所得
12、试片即为标准试片。顶料棒与拉杆连接支点分前后两种，操作时可根据操作人的使用需要，前后两边任意使用。操作完毕后，必须将拖板滑道、环刀、夹具等表面擦净，涂上防锈油，以防止锈蚀。切断电源。用防尘罩遮盖。,三、可塑度测定,可塑性试验机可塑性试验机由电恒箱、工作台、恒温控制器、刻度显示等几个部分组成的(如图所示)。可塑度试验机结构示意图1百分表；2压紧螺母；3恒温箱；4链条；5手柄；6导杆；7加压重锤；8试样；9工作平台；10门；11恒温控制箱；12加热管,三、可塑度测定,可塑性试验机首先打开电源开关1接通电源，即显示室温。恒温箱温度不断上升，可通过数码管直接显示升温情况，当室温上升到65，温度上升速度
13、明显缓慢，进入慢升状态。直至70时将不再上升，保持恒温状态。此时可以将试样放入，关闭箱门，按下计时开关，时间设控仪表开始计时。到设定3min，蜂鸣器发音给予提示。按下计时开关，进入第二轮试验，将重新计时。此时，请立即观察百分表的变量并给予记录，试验完毕，按电源开关关机。,三、可塑度测定,4、试样的制备试样为直径为160.5mm，高10.000.25mm的圆柱形。先将塑炼胶(或混炼胶)在炼胶机上压出1314mm厚的胶片、如果胶片厚度不足，可用23层薄胶片趁热迭合而成。胶片加工后，在224h内，用专用裁片机(切片机)裁出标准试样。先用旋刀切出直径为16的胶柱，再用切刀切出一定厚度的试样。试样不得有
14、气孔，杂质及机械损伤等缺陷。,三、可塑度测定,5、试验步骤（教师演示并配以录像）调节恒温箱温度、使其达到701并保持稳定一定时间1015min。用精度为0.01mm的厚度计，在室温下测量试样的原始厚度h0，如果发现试样粘着压板，可予先在试样的工作面上各贴一层玻璃纸（有时也可用薄膜或纸张代替），测量高时 时应试去双层玻璃纸的厚度再进行计算。将测过高度的试样放入恒温箱中仪器的底座上，不得放在恒温箱底板上，在试验温度701下预热3min。预热好的试验放大上下压板之间的中心位置上，轻轻放下负荷加压，同时预热第二个试样。加压3 min后，立即读出试样在负荷下高度h1。去掉负荷，取出试样在室温下停放3mi
15、n，测量恢复后的高度h2。,三、可塑度测定,6、试验结果如以P表示可塑性：S表示柔软性，R表示还原性。则试样柔软性S可用下列公式求得：其还原性R可用下式求得：式中：S表示柔软性；R表示还原性；h0试样的原高度，mm；h1试样压缩后的高度(压缩高)，mm；h2试样恢复后的高度(恢复高)，mm。,学生演示（抽人每组轮流）并进行评训下达任务：请同学们测定出本组可塑度并对比标准分析。学生实测（分8组每人都测）（同时进行测定过程进行评价）学生讨论（每组抽人发言评论）教师评价,三、可塑度测定,四、门尼粘度测定,1、试验原理在特定的条件下(温度、时间、压力、旋转速度)，使充满试样的模腔中的转子转动。测定其所
16、需的转动力距（即试样对转子所产生的剪切阻力，并将此力矩以门尼粘度为单位予以记录)。2、试样试样为两个直径约50mm（4555），厚度68mm的圆形胶片，在其中一片的中心打一个直径约810rnm的圆孔。试样不应有杂质和气泡。表面应平整，尽可能排除与转子和模腔接触处产生贮气的凹槽，试样加工后，在试验条件下停放0.5h以上进行试验，不准超过24h。,四、门尼粘度测定,3、试验条件温度：1001或1251；时间：预热1min、转动4min或预热1min、转动8min；胶种试验温度，转子转动时间，minNR1004IIR、CIIR、BIIR100或1258EPDM、EPM1254其它合成胶、混炼胶、炭黑
17、母炼胶及再生胶1004注：若试样粘度高于60ML（1+8）100时，应选用125的试验温度。转子转速：2.000.02prm。压力：模腔上塞压力：0.350.60MPa(3.56.0kg/cm2)。,四、门尼粘度测定,4、试验步骤（以MV-97门尼粘度仪为例）（教师演示并配以录像）在进行试验前，首先接通气源，然后接通总电源，并接通打印机电源，此时打开主机则面电源开关，系统通电。设定试验温度100，放入转子，合模，按“加热”键，上下模腔加热，30 min左右温度即稳定。选择试验工作时间，三个8421末位拨盘，如拨成5，则选择了（1+8）。中间位拨盘拨成“1”，为标定，合模（不放胶），30s后声响
18、，计算机自动标定结束。标定结束后中间位拨成“0”，为正常试验。首位拨盘为“4”时，试验结束绘图仪自动打印曲线和参数，首位为“8”时，绘图仪与试验同步打印曲线，首位为其它数时，试验结束后，按“重画”打印曲线和参数，按“数据”打印参数，按“结束”打印一串硫化指数。准备好两个胶料试样。温度稳定后开模，迅速取出转子，先将转子轴穿入带孔的试片压靠花转子转接下面，再穿入一张带孔的透明玻璃纸，并套入密封圈，这时将转子插入下模腔转子孔，此时要用手压转子，再把另一块试片放在转子转盆上，然后，再盖上一张透明玻璃纸。合模，同时按下“门尼”按键。注意不需要按“锁紧”和“电机”键。合模信号到，程序自动控制预热1 min
19、，预热时间到，程序控制自动启动电机，此时门尼试验开始，试验4 min或8 min到，程序控制自动停机。选择打印抽线或数据。按重画键，可复例曲线和数据，按数据键，只打印数据。取出转子并清胶。先开模，取出转子，用铜刷和铜螺丝刀清除转子上的胶，如需继续做试验，用备用转子重复上述步骤，或在清除胶料的同时，合模，以保持试验温度，以备第二次做试验。,四、门尼粘度测定,5、操作注意事项插入转子时特别要注意转子高度，以免合模后损坏转子。模腔和转子要经常保持清洁，特别是沟槽部分要清理干净，保持其几何形状的完整性，每班试验结束后，要彻底清理干净。袖雾器要定期加油，一般加至盛油瓶的2/3高度处。转子高度的调节，用手
20、压紧转子，松开锁紧螺母，用螺丝刀调节调节螺杆，保证尺寸2.77，然后旋紧螺母。发现密封圈损坏或漏胶，应及时更换密封圈，并清洗空心主轴内残余的胶料。,四、门尼粘度测定,6、试验结果一般以转动4min的门尼粘度值表示试样的粘度，并用ML（1+4）100表示其中：M门尼粘度值；L用大转子；1表示预热1min；4转动4min；100试验温度100。读数精确到0.5个门尼粘度值，试验结果精确到整数位，用不少于2试样试验结果的算术平均值表示样品的粘度。两个试样结果相差不得大于2门尼粘度值。否则作废。,五、橡胶硫化仪实验,1、试验原理由于橡胶硫化是分子链交联的过程，因而交联密度的大小可反映出硫化程度。所以可
21、以用交联密度反映橡胶的硫化程度，又由于胶料的剪切模量与共交联密度成正比，可用下列公式表示：G=VRT（式3-2）其中：R气体常数；V交联密度；T绝对温度；G剪切模量。在选定的温度下R、T为常数，剪切模量G只与V有关。因此通过对G测定即可反映交联过程，硫化仪就是在一定的压力和温度下将被测胶料密封于带转子的模腔内，由于转子的振荡，使试样产生往复的剪切变形，自动的连续绘出与剪切模量成正比的转矩随时间变化曲线，即硫化曲线。如图所示。,五、橡胶硫化仪实验,五、橡胶硫化仪实验,硫化仪可得到的曲线有3种转矩一直随着硫化时间增长而增加转矩达到最大值以后，又出现下降(返原现象)转矩达到最大值以后基本保持不变,五
22、、橡胶硫化仪实验,从硫化曲线上我们可取得如下数据：ML最低转矩，Nm；MHF平衡状态的转矩，Nm（如图3-6c）；MHK最高转矩(返原曲线)，Nm（如图3-6a）；MH到规定时间之后，仍然没有出现平衡转矩的硫化曲线，所达到的最高转矩，Nm（如图3-6b）；ts2初期硫化时间(焦烧时间)，即从试验开始到曲线由最低转矩上升0.2Nm时所对应的时间(振荡幅度为3)；ts1初期硫化时间(焦烧时间)，即从试验开始到曲线由最低转矩上升0.1Nm时所对应的时间(振荡幅度为1)；t10初期硫化时间(焦烧时间)，即从试验开始到曲线由最低转矩上升10%(MH-ML)时所对应的时间；tc(x)试样达到某一硫化速度所
23、需要的时间，即试样转矩达到ML+X(MH-ML)时所需的时间，建议X值取0.5，即所得50%硫化度所需要的时间；t90试佯达到最适硫化的时间，即由试验开始到转矩达到ML+90%(MH-ML)时所需的时间；Vc硫化速度指数。Vc=100/(t90-ts2),试样制备：手工或用专用设备裁出（直径为30，厚约12园片）的胶料试样；开启压缩机电源开关，空气压力在0.4至0.6Mpa；接通电源，打开机台装配柜总电源；启动计算机；打开主机台上的电源键及温控开关；打开硫化仪软件，进入操作界面，输入有关名称，设定试验条件，主要是硫化温度、硫化时间、角度、曲线类型；仪器自动加热至设定温度，恒定10至15分钟；将
24、试样上下用玻璃纸垫好，放入模腔；按下闭模键，放下保温罩仪器自动进行测试；硫化仪软件会显示选定参数及变化曲线；到达测试设定时间，仪器自动保温罩打开、上模上移模腔打开；取出试样；关闭对话窗，打印硫化曲线，测试结束；测试完毕后，先关闭计算机，其次关掉机台电源，最后关掉总电源；清理现场；作好实验记录和登记。,试验步骤（教师演示并配以录像）,课堂小结内容质量检验指标及目的意义硬度、密度、可塑度、粘度、硫化特性测定步骤及要点重难点可塑度测定作业项目完成：课外继续完成质量检测预习子分任务布置,子分任务二：（提前）依据检验数据及胶料表面状态进行质量问题分析常见质量问题有哪些分析其中13个问题产生原因提出其中13个问题预防及处理方法,项目布置,
