Mooney viskosimeter
En Mooney-viskosimeter är ett instrument som används för att mäta Mooney-viskositeten hos gummin . Uppfunnet av Melvin Mooney , den innehåller en roterande spindel och uppvärmda formar , ämnet omsluter och svämmar över spindeln och mooney-viskositeten beräknas från vridmomentet på spindeln.
Instrumentbeskrivning
Arbetsprincipen för Mooney-viskosimetern består i att mäta det vridmoment som krävs för att rotera en skiva i en cylindrisk kammare fylld med gummiblandningen som ska vulkaniseras. Ett tal som är proportionellt med värdet på detta vridmoment tas som viskositetsindex (Mooney-viskositet) och rapporteras i godtyckliga Mooney-enheter.
Gummiblandningen införs under tryck i testkammaren, som består av två halvor. Inuti testkammaren roteras en skiva med hjälp av en motor. För att undvika gummiglidning under bestämningen är både kammarväggarna och rotorytan tvärstrimmiga.
Omvandlingen av vridmomentet till viskositetsenheter görs med hjälp av en kalibrerad platt fjäder förankrad i den roterande skivaxeln. Deformationerna av axeln överförs till indikeringsskalan. Fjäderns elasticitet är vald så att ett vridmoment på 84 daN.cm motsvarar 100 viskositetsenheter. Kammaren är elektriskt uppvärmd och temperaturen hålls konstant inom 0,5 grader C.
Test procedur
Gummiblandningen, inklusive vulkaniseringssystemet, formas på kvarnen som 6–8 mm tjocka plåtar. Rundformade prover med 45 mm diameter skärs från arken. Proverna är genomborrade i mitten för att låta rotoraxeln passera. Innan mätningen börjar värms instrumentet upp till 118 grader C. Efter att provet har införts tar det en minut för provet att nå den termiska jämvikten och sedan startas rotorn.
Värdet på Mooney-viskositeten minskar i början, på grund av minskningen av sammansättningens viskositet när temperaturen stiger. Efter ca 4 min nås ett minimivärde som förblir konstant ett tag. Detta värde anges som MV. Efter en viss tid startar vulkaniseringen och Mooney-viskositeten ökar.
Följande värden anges på den erhållna kurvan:
- minimiviskositet MV;
- scorch time (t5) - tidsintervallet (mätt från rotorstart) som motsvarar en viskositetsökning med 5 Mooney-enheter över MV, mätt vid rotorstart. t5-värdet indikerar föreningens förvulkaniseringstendens. Ju större t5 är, desto lägre är förvulkaniseringstendensen, och därför kan gummiblandningen bearbetas mer tillförlitligt på kvarn, kalander eller extruder.
- Vulkaniseringstid (t35) - tidsintervallet (mätt från rotorstart) som motsvarar en viskositetsökning med 35 enheter över MV-värdet.
- Vulkaniseringsindex - Dt30 = t35 − t5; ger indikationer om vulkaniseringsförmågan hos en gummiblandning. En förening med ett lågt vulkaniseringsindex härdar snabbare än en förening med ett högre vulkaniseringsindex.
Optimal vulkaniseringstid vid den använda experimenttemperaturen (överst), som kan beräknas med förhållandet:
- topp = (t5 − tMV) + 10.Delta 30
där tMV är tidsintervallet, mätt från rotorstart tills Mooneys viskositet når MV-värdet.
Genom att använda kurvans lutning kan vulkaniseringshastigheten bestämmas.
Om vulkaniseringen fortsätter blir Mooney-viskositeten i många fall praktiskt taget konstant i tiden. Att gå bortom platåtiden leder till antingen återgång i naturgummi eller överhärdning i syntetiska elastomerer.