[发明专利]一种采用RPA定量表征硫化胶动态能量损耗密度的方法

说明书

本发明涉及一种采用RPA定量表征硫化胶动态能量损耗密度的方法，生热过程中产生的能量损耗密度为应变扫描过程中获得的粘性扭矩和应变的乘积与模腔胶料体积的比值，本发明提供的表征方法基于经典力学理论，简单易行、测试数据可靠性高，能够为橡胶的粘弹性研究提供有力的数据支撑，能够及时对橡胶生产线的加工性能进行快速分析。

技术领域

本发明涉及一种采用RPA定量表征硫化胶动态能量损耗密度的方法，属于橡胶制备技术领域。

背景技术

橡胶是一种粘弹性材料，表现出弹性的同时又体现出粘性。在轮胎配方领域，粘弹性测试的主要手段是DMA和RPA，RPA通常应用于橡胶加工性能分析评价，也可以用于硫化胶性能评价。目前配方生热的大小主要采用60℃损耗正切因子tanδ＝G”/G’(G”—剪切损耗模量，G’—弹性储能模量)相关。实践证明，这种描述存在两个缺陷：(1)缺乏理论基础。该公式只是一个间接的描述，没有严密的推导。(2)准确性差。相同的tanδ值可以由不同的剪切损耗模量和弹性储能模量比值获得。(3)tanδ测试结果与压缩生热测试结果误差大。(4)属于定性分析手段。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供了一种采用RPA定量表征硫化胶动态能量损耗密度的方法，该方法高效、准确。该方法通过RPA测试平台获取的数据，通过计算动态能量损耗密度，直接定量评估配方动态生热大小。该方法适用于轮胎不同位置配方生热大小的定性量测试。

本发明采用如下技术方案：一种采用RPA定量表征硫化胶动态能量损耗密度的方法，所述能量损耗密度采用如下公式进行计算

其中，E”为损耗能量密度/J·m^-3，S”为粘性扭矩/N·m，ε为应变/％，V为模腔胶料体积，所述模腔胶料体积为固定值4.5cm³，采用RPA橡胶加工仪测试试样时经过硫化、降温、应变扫描3个过程，S”是RPA橡胶加工仪在应变扫描过程中测得的。

进一步的，所述RPA橡胶加工仪测试时的硫化测试条件为：扫描频率为0.5-10Hz，扫描应变为0.5-50％，硫化温度为150-170℃，硫化时间为5-20分钟，使生料橡胶得到熟化。

进一步的，所述RPA橡胶加工仪测试时的应变扫描条件为频率1-20Hz，应变ε为0.2-50％，得到相对应的粘性扭矩S”。

本发明提供的表征方法基于经典力学理论，简单易行、测试数据可靠性高，能够为橡胶粘弹性的研究提供有力的数据支撑，能够及时对橡胶生产线的加工性能进行快速分析。

附图说明

图1为本发明中采用RPA橡胶加工仪测试的硫化过程。

图2为本发明中采用RPA橡胶加工仪测试的降温过程。

图3为本发明中采用RPA橡胶加工仪测试的应变扫描。

具体实施方式

采用RPA橡胶加工仪进行测试：

(1)胎面试样硫化扫描：

如图1所示，扫描频率1Hz，扫描应变为1％，硫化条件：170℃*10min；

(2)温度扫描：

如图2所示，扫描频率1Hz，扫描应变为1％，扫描温度：170℃、60℃；

(3)应变扫描：

如图3所示：扫描温度60℃，扫描频率1Hz，扫描应变为0.2-20％；通常胎面胶配方的变形在5％左右，5％应变下的扭矩S”为2.31dNm。