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