转矩流变仪 | 橡胶工艺研发与质控的高效利器（上篇）

图1.PolyLab OS转矩流变仪搭配密炼机装置图

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塑炼是混合过程中的关键步骤。天然橡胶（NR）等橡胶聚合物需通过塑炼降低黏度、弹性，并减小不同批次聚合物之间的性能差异，转矩流变仪测试可模拟并评估分析橡胶的塑炼过程。

图2对比了两组橡胶塑炼测试结果，（a）为天然橡胶在剪切和加热作用下的塑炼过程；（b）与（a）条件相同，但额外添加了0.5%的化学助剂，该助剂可加速聚合物分子结构的断裂，大幅降低混合能耗。测试结果表明，（b）的扭矩更低，黏度下降更快，塑炼效果更好。

图2.添加与未添加助剂的天然橡胶塑炼测试结果（点击查看大图）

图3.3种天然橡胶聚合物密炼结果的差异性（点击查看大图）

含硫黄、促进剂等硫化剂的橡胶胶料在较高温度下会发生硫化反应，利用转矩流变仪的密炼测试，可以监测硫化起始阶段的硫化反应，了解胶料在给定温度下可进行混炼、挤出或注塑的时长以及硫化反应开始后黏度的变化速率等关键信息。

图4显示了某乙丙橡胶胶料（EP-TYPE_A）动态硫化过程的扭矩与胶料温度数据，以及对应的测试数据分析结果。该图可得出以下关键信息：

另一款门尼黏度相同的乙丙橡胶（EP-TYPE_B）。制造商原本认为两款胶料的流动性能一致，但在实际加工过程中，却观察到与门尼黏度测试结果相悖的差异。

图5对比了这两款胶料相同测试条件的硫化过程：密炼机测试中，试样的剪切状态与生产过程一致，因此能检测出门尼黏度测试所无法发现的差异。