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橡胶样品挤出质量检测系统

作者: 时间:2013-04-13 来源:网络 收藏

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挤出机、照相机和分析软件组合起来构成的
ES30 挤出

虽然,对于模型浇铸或挤出样品来说,要得到一个粒子大小小于100 微米的样品表面是很平常的事,但这在很大程度上取决于先前的限制因素。事实上,其中一个限制因素就是,大多数筛子和过滤器都设计成可以筛选超过100 微米大小的粒子。另一个限制因素是,肉眼其实可以观察到样品表面上大于100 微米的不规则度。在有了这些限制因素之后,在许多橡胶应用,特别是汽车工业中,一旦最终样品中的粒子大小超过了100 微米,即达到了肉眼能见到的范围,那么这个样品就会被认为是有问题的。显然,现在使用可以探测到30 微米不规则度的系统后,我们就可以大大减少或消除以前在后续加工中对复合物中高分子和填料的分散度的担忧。

系统中用到的数码相机采用LED照明系统,每分钟可以观察超过10 万个粒子。所有没有被分散开来的粒子都显示为突出或凹下的形状,并被统计性地估算出来且定量地展示给我们。扫描参数包括找到的粒子数目以及粒子的大小。系统使用高等演算法,确保收集到的信号能够被自动、连续地处理。

接受/ 拒绝标准的制定是基于观测到的粒子总数、观测到的粒子的平均物理尺寸、允许的最大或最小粒子尺寸,或者是综合考虑以上所有的参数。接受/ 拒绝标准可能是混合以及/ 或者后续加工的细节规定。当高精度的数据产生后,我们就可以得到一条反映观测粒子总数和观测例子尺寸的曲线。一旦确定了什么样的样品表面粗糙度是可以满足后续加工处理的要求之后,我们就可以得到一条确定上限和下限的边界曲线。处于边界线之间的复合物就被认为是可以接受的;而那些处于边界线之外的复合物样品将被认为是不可接受的或这应该进行重新加工。

这套系统对母料的测试同样可以起到与其对最终产品一样好的作用。如果母料在测试中被发现需要重新加工,那么它们就可以在进入后续加工过程之前被拿回来,在许多情况下这可以大大降低废品率。

在每一批样品的测试周期后,我们应该给它们定一个独立的样品批号。在每一个测量周期之后,挤出机中将会没有样品而仅仅是空转,这样仪器就会自动进入下一周期。当压力和温度达到下一轮样品的数值时,加工过程就被认为已经趋于稳定,此时下一轮的测量就重新开始了。

挤出流变仪

ES30 挤出机也可以用来对复合物的流变性能进行表征。为了达到这一测量目的,挤出机上的标准窄缝挤出头必须得更换为流变挤出头。

实验的原理是基于利用压力梯度和挤出头中体积流率来计算剪切速率。挤出头中的流出速率可以通过打通一个旁路来改变,而该旁路的打通并不会去影响复合物的加工历史。因此,在一轮测试中我们可以得到两组数据。已知橡胶复合物是被认为没有牛顿平台的,所以,用这两个数据已经足够可以在整个范围内精确描述复合物样品的剪切粘度了。在有了精确的、可预知的(可重复)的数据后,我们就可以得到一张同时能反映两个数据的图谱。当在两开口点之间的流量率、压力差以及几何尺寸确定了之后,流变性能就可以被估算出来而得到一条线形曲线。复合物中的一些变化可以影响到线形曲线中的数据点。

此外,通过对复合物表面粗糙度的光学测量,我们可以得到边界条件,规定所允许的最大和最小值。在边界值之内的复合物将被认为是可接受的;反之,在进入后加工之前,那些在边界值之外的复合物将被标记为需要重新加工或作为废品抛弃掉。

结论

这套系统可以被用来测量非硫化状态的橡胶复合物的表面粗糙度和流变性能;因而,这套系统可以在复合物进入后加工之前寻找到其中可能潜在的问题。这套系统通过预防“未完成的”橡胶复合物进入下一轮加工环节,或通过检测出一些因为种种原因而必须得抛弃掉的样品来达到大幅节约成本的目的。

这套系统在帮助加工工程师规范混料上有着强大的功效。虽然肉眼只能检测出大约100 微米大小的表面缺陷,这套系统却可以反复检测30 微米或更小的表面缺陷。随着客户对产品的表面光洁度要求日愈上升,特别是在挡风雨条、密封条以及其它具有薄横截面的挤出产品领域,这套系统将大大提高产品的质量,减少客户对产品的抱怨。

这套系统给出的数据的高可重复性以及数据的数字化,使得我们可以很容易地将过去的产品质量定为现在产品质量的基准。这对我们不断提高产品质量非常有帮助。(end)
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