TMA1000胶料表面黏性分析新技术.docx

? ? TMA1000胶料表面黏性分析新技术 ? ? 刘华侨, 陈 松, 杨京辉, 顾培霜 (特拓（青岛）轮胎技术有限公司, 山东 青岛 266061) TMA1000胶料表面黏性分析新技术 刘华侨, 陈 松, 杨京辉, 顾培霜 (特拓（青岛）轮胎技术有限公司, 山东 青岛 266061) 主要介绍了一种新型的胶料表面黏性测试仪器TMA1000，分析了表面黏性的测试原理、仪器校准以及半制品的测试重现性，同时从半制品存放周期的制定与在配方研发工作中的作用两个方面，阐述了TMA胶料表面黏性分析仪在轮胎行业应用的重要性。 TMA表面黏性分析仪；表面黏性；存放周期；配方研发 0 前 言 随着中国轮胎产业的飞速发展和国际竞争的日趋激烈，国际市场对中国轮胎的质量提出了更高的要求[1]。黏性控制是提高轮胎质量的重要因素。黏性是材料表面在经受短时间轻微压力后被分开所需要的力，胶料的黏性对轮胎的安全性、橡胶半部件的生产以及成型加工有重要的关系。很多市场上的轮胎召回都与压延的骨架材料半制品或气密层半制品的质量有关，其中压延半制品的表面黏性是重要因素之一。不良的表面黏性会导致轮胎的胎冠脱层、胎体脱层、胎肩气泡、外缘尺寸不良等严重质量问题，威胁到客户的生命和财产安全。另外，在轮胎生产过程中，也十分迫切需要监测和控制黏性。例如冠带条的黏性需要一个合适的度，太低会影响成型过程，不能很好地包覆带束层；若太高，则在裁断卷曲过程中，冠带条难以分离，影响生产，甚者导致整批材料报废。 目前轮胎厂对胶料表面黏性的检测，95%以上以人为主观判断确定，存在胶料表面黏性量化失真，后续产品质量追溯无依据的弊端，使产品质量无法实现精确、严格的管控。 TMa1000胶料表面黏性分析仪是由特拓（青岛）轮胎技术有限公司研发的一种专门测试胶料表面黏性的快检检测仪器，具有检测精度高、速度快、操作简单等一系列优势，填补了国内长期以来对胶料黏性无法准确检测的空白。 1 检测原理 图1 TMA1000胶料表面黏性仪 目前国内外主流的黏性测量方法有滚球法和胶片（敷PE薄膜）拉开法。其他的测量方法，从原理上看，皆源于以上两种。其中胶片拉开法是使两个样品表面在F力下接触x时间，随后撤销压力，并测试拉力f，如图2所示。 图2 胶片（敷PE薄膜）拉开法检测原理图 胶片拉开法是根据伏尤斯基扩散理论进行测试的，所得黏性力f是压力、温度、时间的函数，胶料受到的压力越大、接触时间越长、黏性力f越大。实际检测样品与压延、挤出制品存在很大差距，主要用于实验室研究。实际生产加工成型工艺中更加注重的是胶料的瞬时黏性，以提高生产效率。 TMa1000胶料表面黏性分析仪是依据滚球法基本原理，改良完善的新型检测设备。测试原理是小球在胶料表面滚动时受到黏性等力的作用而使滚动速度下降，直至停止（如图3所示）。 图3 TMA1000检测原理图 小球从高处固定高度自由滚落，在胶片上受到力的作用而速度降低直至停下： TMa1000拥有多组光电检测传感器，可以精确检测小球在胶料上的运动状态，多组数据反馈处理，经统计计算得出胶料的表面黏性Ftac。 2 设备稳定性 2.1 标准试样校准 选用上海卡齐橡塑制品有限公司生产的cR氯丁橡胶发泡海绵作为TMa1000胶料表面黏性分析仪校正的标准试样，技术参数如表1所示。 表1 标准试样技术参数 在标准试样下进行TMa表面黏性检测，检测结果统计处理，如表2所示。 表2 标准试样校准测试结果 由表2可以看出，TMa1000胶料表面黏性分析仪在标准试样下标定，测试结果稳定，标准偏差与变异系数计算结果均表明了设备优良的检测稳定性和对胶料表面黏性较高的检测精度。 2.2 橡胶表面黏性测试 为验证在实测橡胶制品时TMa1000的设备稳定性，选取了三组不同规格的压延胎体、一组压延冠带层、一组压延带束层，分别用TMa1000进行多次黏性检测，检测结果如图4所示。 由图4可以看出，TMa1000对于橡胶半部件的检测数据重现性良好，数值稳定。综合考量TMa1000在标准试样下的标定结果和橡胶压延半部件的检测稳定性，TMa1000胶料表面黏性测试技术稳定可靠。 图4 黏滞力重现性统计图 3 TMA1000的应用 3.1 半制品存放周期 工业生产中，对于不同规格半制品的存放周期一般根据胶料的物理性能老化周期制定，但是胶料的黏性随着季节变化受温度、湿度等影响很大，对于黏性下降快的胶料容易造成废胶量增大的弊端，因此根据不同胶种的黏性特征制定合理的存放周期，对于工业生产效率及节约成本至关重要[3]。 表3 重复性试验数据 表4 F公司半部件停放时间 本次试验选取胎体帘布、带束层、内衬层各一组进行24 h周期性测试，测试结果如图5所示。 由图5、6、7、8可以看出，胎体帘布停放14 d后，该帘布表面黏性明显下降；带束层