mooney viscometer - kmutt documents/mtt 651/moon… · logo mooney viscometer division of materials...

LOGO

Mooney Viscometer

Division of

Materials Technology School of Energy, Environment and Materials, KMUTT

MTT 655 Polymer Processing

Contents

ขอมลทวไป 1

การเตรยมชนงานตวอยาง 2

หลกการท างานของเครอง 3

การทดสอบคาความหนดมนตามมาตรฐานสากล 4

ขอด-ขอจ ากดของเครองวสโคมเตอรระบบมน 5

Division of

Materials Technology School of Energy, Environment and Materials, KMUTT

MTT 655 Polymer Processing

2

ขอมลทวไป

ขนกบชวงคาอตราเครยดเฉอนทใช ขนกบชนดของพอลเมอร

ขอจ ากด

Division of

Materials Technology School of Energy, Environment and Materials, KMUTT

MTT 655 Polymer Processing

จากทกลาวมาเกยวกบเครอง unidirectional viscometer หรอหมนในทศทางดยว ทมลกษณะการไหลแบบตอเนองคงท จดอยใน rotational viscometer หรอเครองวดความหนดแบบหมนเหวยง

3

ขอมลทวไป

Division of

Materials Technology School of Energy, Environment and Materials, KMUTT

MTT 655 Polymer Processing

พอลเมอรหลอมเหลวทใชตองสามารถไหลเขาไปใน cavityไดเตม เพราะถาไหลเขา cavity ไดไมเตมจะท าใหหนาสมผสของยางกบผวหวหมนสมผสไมสมบรณ คา torque ทใชหมนจะนอยกวาความเปนจรง

ถาใชอตราเครยดเฉอนทสงเกนไป จะท าใหหนาสมผสระหวางพอลเมอรหลอมเหลวกบแทงหมนแยกออกจากกน เรยกปรากฏการณนวา การแตกขอบ (edge break)

4

ขอมลทวไป

จากกราฟจะเหนไดวา คาความเคนเฉอนทใชในการวดสมบตการไหลไดอยางถกตองควรอยในชวงทไมเกนอตราเครยดเฉอนวกฤต

crit

crit

Division of

Materials Technology School of Energy, Environment and Materials, KMUTT

MTT 655 Polymer Processing

5

ซงอาจแกไขโดยการ ลดคาอตราเครยดเฉอนทใช ใหอยในชวงท

ยงไมมการเกดการแตกขอบ (edge break) หรอลดความเคนเฉอนลง

Crit

(1)

(2)

(1)

(2)

ขอมลทวไป

วธนคาทวดไดจะไมมปญหาของหนาสมผสทไมสมบรณระหวางยางกบแทงหมนหรอผนง chamber

Division of

Materials Technology School of Energy, Environment and Materials, KMUTT 6

MTT 655 Polymer Processing

แนวทางการแกไขทสามารถท าไดคอการเลอกใชเครองมอทออกแบบใหใชกบพอลเมอรนนๆ ยกตวอยางเชน ในกรณของสารประกอบยางควรใชเครองมอทเรยกวา เครองวสโคมเตอรระบบมน (mooney viscometer) ในการหาความหนด

Upper chamber

Lower chamber

Rotor

Elastomer compound

การเตรยมชนงานตวอยาง

Division of

Materials Technology School of Energy, Environment and Materials, KMUTT

MTT 655 Polymer Processing

น าตวอยางยางทผานการรดใหเปนแผนเรยบรอยแลวมาประมาณ กรม

ท าเปนแผนใหมเสนผานศนยกลางประมาณ 47 มลลเมตร

327

27 ± 3 กรม = 47 มลลเมตร

7

หลกการท างานของเครอง

Division of

Materials Technology School of Energy, Environment and Materials, KMUTT

MTT 655 Polymer Processing

8

Mooney

viscosity

การทดสอบคาความหนดมนตามมาตรฐานสากล

Division of

Materials Technology School of Energy, Environment and Materials, KMUTT

MTT 655 Polymer Processing

9

ใหความรอนแกยาง ประมาณ 1 นาท และอานคา ความหนดของยาง หลงจากหมนไปได 4 นาท ยกเวนยางบวไทล (IIR) จะใช 8 นาท

ความเรวรอบของแทงหมนโรเตอร เทากบ 2 ± 0.02 รอบตอนาท

ขนาดของแทงหมนโรเตอรทใช ม 2 ขนาด คอ ขนาดเลก และขนาดใหญ

อณหภมในการทดสอบสวนใหญเทากบ 100 ± 0.5 °C ยกเวน ส าหรบยางบางชนดทนยมท าการทดสอบทอณหภม 125 °C

สมการ M L 1 + 4 (T ºC )

ชนดของยาง อณหภมททดสอบ( °C ) ระยะเวลาในการหมนแทงหมน (นาท)

NR, BR, CR, IR, NBR และ SBR 100 ± 0.5 4 BIIR, CIIR และ IIR 100 ± 0.5 หรอ 125 ± 0.5* 8 EPDM และ EPM 125 ± 0.5 4 *ใชอณหภมในการทดสอบท 125 ± 0.5 ส าหรบยางทมความหนดสงกวา 60 - ML 1+8 (100 °C )

การทดสอบคาความหนดมนตามมาตรฐานสากล

ตารางแสดงอณหภมทใชในการทดสอบยาง

Division of

Materials Technology School of Energy, Environment and Materials, KMUTT 10

MTT 655 Polymer Processing

ตวอยางสญลกษณโดยทวไปทใชแสดงผลการทดสอบคาความหนดมน

40 - ML 1+4 (100 °C )

การทดสอบคาความหนดมนตามมาตรฐานสากล

โดยท 40 คอคาความหนดทวดไดในหนวยมนน M แสดงใหเหนวาเปนการทดสอบแบบมน L หมายถง แทงหมนขนาดใหญ (ถาเปนแทงหมนขนาดเลกจะใชเปน S) 1 คอระยะเวลาทใหความรอนแกยางกอนการทดสอบ (preheat time) เพอใหความรอนหลงปด chamber เปนเวลา 1นาท จนถงเวลาทเรมเปดแทงหมน 4 คอระยะเวลาทอานคาความหนด (ในกรณยางบวไทลจะมคาเทากบ 8) แสดงระยะเวลาทเกบผลหลงจากเรมเปดแทงหมน (100 °C ) เปนอณหภมทใชในการทดสอบในหนวยองศาเซลเซยส

Division of

Materials Technology School of Energy, Environment and Materials, KMUTT 11

Division of

Materials Technology School of Energy, Environment and Materials, KMUTT

MTT 655 Polymer Processing

12

การทดสอบคาความหนดมนตามมาตรฐานสากล

t5 เปนระยะเวลาทท าใหยางมคาความหนดสงกวาจดต าสด 5 หนวย ในแทงหมนขนาดใหญ ซงเปนชวงเวลาทพอลเมอรเรมเกดการ crosslink ซงคานแสดงถงระยะเวลาทวสดสามารถไหลไดในแมพมพในขณะขนรปกอนทจะเรมแขงตวหรอเกด crosslink และเรยกระยะเวลานวา “Mooney scorch time”

การทดสอบคาความหนดมนตามมาตรฐานสากล

t35 เปนระยะเวลาทท าใหยางมคาความหนดสงกวาจดต าสด 35

หนวย แสดงถง ระยะเวลาทปรมาณ crosslink ท าใหเลขมนเพมขน

35 หนวยของการท าใหยางสก ในแทงหมนขนาดใหญ

และเมอน าเวลาทง 2 นมาหกลบกบจะไดเปน ดชนการสก (cure index)

535 tttL 318 tttS ส าหรบแทงหมนขนาดใหญ

ส าหรบแทงหมนขนาดเลก

Division of

Materials Technology School of Energy, Environment and Materials, KMUTT 13

MTT 655 Polymer Processing

ขอดของเครองวสโคมเตอรระบบมน

เครองวดความหนดมนจะไดรบการออกแบบมาเพอใชส าหรบวดความหนดของยางมากกวาทจะใชศกษาลกษณะการคงรป แตเนองจากคาของความหนดของยางแปรผนโดยตรงกบระดบการคงรป จงสามารถใชเครอง mooney viscometer ไปใชในการศกษาลกษณะการคงรปของยางไดดวยเชนกน โดยการทดสอบลกษณะการคงรปจะมวธการทดสอบเชนเดยวกบการวดคาความหนดมน แตจะตางกนตรงทการทดสอบลกษณะการคงรปจะทดสอบแบบตอเนองและนยมทดสอบทอณหภมสงกวา เชน 125 หรอ 140

C C

Division of

Materials Technology School of Energy, Environment and Materials, KMUTT 14

MTT 655 Polymer Processing

ขอจ ากดของเครองวสโคมเตอรระบบมน

สามารถวดคาแรงบดของการหมนของแทงหมนทคาอตราเครยดเฉอนคอนขางต า ประมาณท 1 s-1 ซงพบวามคาต ากวาอตราเครยดเฉอนทใชในกระบวนการผลตและขนรปยาง ดงนนคาทไดไมสามารถน าไปใชแสดงสมบตการไหลไดจรง แตจะใชในการตรวจสอบคณภาพของสารประกอบยางมากกวา

เครอง mooney viscometer สามารถน าไปใชในการศกษาลกษณะการคงรปของยางไดเฉพาะในชวงตนของการคงรปเทานน เพราะเมอแทงหมนโรเตอรหมนไปเรอยๆแรงเฉอนทเกดขนจะไปท าลายโครงสรางตาขาย 3 มต ทเกดจากการคงรปของยาง ท าใหผลทดสอบมความผดพลาดสง ปจจบนจงใน rheometer แทน

Division of

Materials Technology School of Energy, Environment and Materials, KMUTT 15

MTT 655 Polymer Processing

References

- พงษธร แซอย, ชาครต สรสงห, ยาง: กระบวนการผลตและการทดสอบ, ศนยเทคโนโลยโลหะและวสดแหงชาต (เอมเทค), 2550, พมพครงท 1, หนา 100-103, 106-107

- ณรงคฤทธ สมบตสมภพ, พฤตกรรมการไหลของพอลเมอรหลอมเหลวและการน าไปใชงาน, มจธ., 2548, พมพครงท 2, หนา 62-65

16

LOGO