一. 流變儀之各種曲線之原理：

1. S*粘彈曲線的原理：根據(jù)轉(zhuǎn)子或轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，因膠料架橋作用所產(chǎn)生之扭矩變化曲線。

2. S’彈性曲線的原理： S’=S* X cos δ，S’ 可得到相關(guān)之加硫條件參數(shù)。

3. S”粘性曲線的原理： S”=S* X sinδ ，S” 可得到相關(guān)之粘性參數(shù)。粘性曲線可看出橡膠之加工性。

4. Loss Angle動(dòng)的損失角曲線的原理： δ=ab-ac

5. tan δ粘彈性比值曲線： tanδ=S”/S’

6. 上、下模溫度曲線：測(cè)試進(jìn)行中溫度變化記錄曲線。

7. 硫化速率曲線：架橋過(guò)程中相鄰兩點(diǎn)間之斜率值之曲線。

8. 粘彈綜合曲線：

二.流變儀圖形及數(shù)據(jù)之判讀及運(yùn)用：

流變儀之標(biāo)準(zhǔn)硫化曲線如下：

其中共分為三大區(qū)：

1. 第一區(qū)為加工區(qū)：在此一時(shí)間內(nèi)橡膠具有可塑性。此段時(shí)間愈長(zhǎng)愈易于加工，但產(chǎn)能將降低，扭力值愈低橡膠流動(dòng)性愈好。

2. 第二區(qū)為硫化區(qū)：在此一時(shí)間內(nèi)為架橋過(guò)程。以相同的材料而言此段時(shí)間愈長(zhǎng)，物性通常會(huì)較佳。

3. 第三區(qū)為物理性質(zhì)區(qū)：此一區(qū)段可判讀成品之物理性質(zhì)。

由曲線中可得數(shù)據(jù)說(shuō)明如下：

1. 焦燒時(shí)間 (TS – Time of Scorch)：一般而言國(guó)人的習(xí)慣此數(shù)據(jù)取 2，這個(gè)時(shí)間通常稱之為加工安全時(shí)間，也就是超過(guò)此時(shí)間橡膠已架橋失去了流動(dòng)性，這是衡量模內(nèi)流動(dòng)時(shí)間的尺度，在低溫下，它是衡量加工性能的指數(shù)，它與門(mén)尼焦燒相似。事實(shí)上，如果流變儀和門(mén)尼試驗(yàn)的溫度相同時(shí)，流變儀的 TS2和門(mén)尼的 TS35有密切關(guān)系。以 TS2 為例，其定義為最低扭力值加 2 個(gè)單位所對(duì)應(yīng)的時(shí)間：

MS2=ML+2  此點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的時(shí)間 (TS)

2. 硫化時(shí)間 (TC – Time of Curing)：一般而言國(guó)人的習(xí)慣此數(shù)據(jù)取 90，這個(gè)時(shí)間通常稱之為最適加硫時(shí)間，也就是說(shuō)當(dāng)加硫至此一時(shí)間就可自模具中將成品取出，其定義為加硫至 90%所需之時(shí)間，其計(jì)算公式為：

MC90=(MH-ML)*90%+ML 此點(diǎn)所對(duì)應(yīng)之時(shí)間 (TC)

3. 最低扭力值 (ML – Min Torque)：此數(shù)據(jù)可作為加工特性之參考。 最低扭力與在同樣試驗(yàn)溫度下之門(mén)尼粘度成正比，通常此值愈低愈易于加工，但也容易產(chǎn)生毛邊。

4. 最高扭力值 (MH – Max Torque)：此數(shù)據(jù)可作為成品物性之參考。最高扭力值是衡量在試驗(yàn)溫度下，只改變促進(jìn)劑時(shí)，膠料剪切模數(shù)或硬度的尺度，也是衡量定伸強(qiáng)度和交聯(lián)密度變化的有效尺度。

5. 加硫指數(shù) (CRI – Cure Rate Index)：總加硫時(shí)間， 即 CRI=100/(T90-T2)。這是計(jì)算硫化反應(yīng)速度的指針。

6. 動(dòng)的損失角 (Loss Angle)：橡膠粘彈性比值之 Tanδ，高分子本身具有粘彈特性，舉例來(lái)說(shuō)，一條橡皮筋原本長(zhǎng)度為 1 公分當(dāng)施以一外力時(shí)長(zhǎng)度變?yōu)?5 公分，當(dāng)外力消失時(shí)長(zhǎng)度并非變?yōu)樵瓉?lái)的 1 公分，而是是變?yōu)?1.1 公分，而這 0.1 公分的差值在流變機(jī)上，由于是作搖擺運(yùn)動(dòng)所以稱之為動(dòng)的損失角，詳細(xì)說(shuō)明可參考第四大項(xiàng)。 一般而言高能量吸收 (如橡膠振動(dòng)吸收器 )的材料其 tanδ值需愈高，高彈力 (如橡膠帶 )的材料其 tanδ值需低一點(diǎn)。

7. 新的硫變儀提供新的粘性曲線及彈性曲線，此分離出之兩種曲線可更明確的看出材料之加工特性及，產(chǎn)品之物理性，下列幾例說(shuō)明這種特性：

a. 圖中比較 2 種不同 Cis含量之丁二烯橡膠，圖中硫化開(kāi)始前的粘性曲線 (S”) 相當(dāng)不同。因此雖然最終產(chǎn)品性質(zhì)可能相同，但現(xiàn)場(chǎng)預(yù)期將有不同的加工特性，這是傳統(tǒng)流變儀所無(wú)法提供解析的。

b. 圖中為相同 NR 配方中 3 種不同級(jí)別碳黑的比較。硫化曲線 (S’) 都很相似，但粘性曲線 (S”)則有明顯差別，此時(shí)，粘性曲線可能指出假使誤用碳黑，則完全硫化橡膠則有潛在的現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題。這些問(wèn)題無(wú)法透過(guò)單獨(dú)硫化曲線而查覺(jué)。

c.

由上圖可看出當(dāng)使用不同種類(lèi)的碳黑時(shí)， S”值也會(huì)不同，壓縮升熱之升溫值也會(huì)不同，圖示使用碳黑 N220 時(shí)其溫升較高。

d.

   由上圖可看出未硫化橡膠混練程度不同，會(huì)產(chǎn)生不同的 Tan（δ）值，其口型膨脹率也會(huì)不同。

e.

由上圖可看出未硫化橡膠碳黑用量不同，會(huì)產(chǎn)生不同的 Tan（δ）值，其口型膨脹率也會(huì)不同。

f.

由上圖可看出硫化橡膠 S”高時(shí)，其反彈系數(shù)愈低。