Zakład mechaniki doświadczalnej i biomechaniki. Instytut mechaniki stoswanej	Grupa 12m6
Temat: ,,Oznaczenie lepkości wg Mooney'a i twardości Shore'a niewulkanizowanych mieszanek gumowych''	Piotr Ślusarz

Ćwiczenie nr. 8

Celem zajęć laboratoryjnych było zapoznanie się ze sposobem otrzymywania gumy oraz z podstawowymi metodami badań jej własności.

Przebieg ćwiczenia:

1. Mierzenie lepkości kauczuku przy użyciu lepkościomierza Mooney'a.

Z przygotowanego materiału gumowego o grubości ok. 6-8 mm wycinamy dwa w miarę równe krążki. Następnie umieszczamy przygotowane krążki na metalowym rdzeniu o średnicy 38 mm i tak przygotowany element wkładamy między rozgrzane płyty maszyny do badania lepkości. Widok poniżej.

Przez minutę następuje wstępne nagrzanie się płyt, a po jej upływie dysk z materiałem kalczukowym zaczyna się obracać.

Lepkość Mooney'a jest definiowana jako opór, jaki stawia badany materiał poruszającemu się ruchem obrotowym wirnikowi w kształcie dysku. Wielkość tego oporu wyrażona jest jako moment obrotowy niezbędny do poruszania się ze stałą określoną prędkością wirnika w badanym materiale. Wirnik o powierzchni odpowiednio rowkowanej jest umieszczony na trzpieniu przenoszącym ruch obrotowy do urządzenia napędowego. Wielkość momentu obrotowego wyrażona jest w jednostkach Mooney'a. Oznaczenie lepkości polega na zmierzeniu wielkości momentu obrotowego który wprawia w ruch metalowy wirnik umieszczony wewnątrz badanego materiału, ze stałą prędkością i w danej temperaturze. Oznaczenie lepkości następuje w temperaturze 100 stopni C. Za lepkość badanego materiału należy przyjąć wynik odczytany po upływie 4 min od uruchomienia wirnika i jest to średnia arytmetyczna uzyskana dla co najmniej dwóch próbek, nie różniących się między sobą więcej niż 5%.

Skala wskazująca moment obrotowy w jednostkach Mooney'a jest wycechowana w zakresie 0-100 ( gdzie 100 oznacza najwyższą lepkość).

2. Wyznaczenie podwulkanizowania materiałów gumowych za pomocą aparatu Mooney'a.

Podwulkanizowanie mieszanek gumowych to częściowe usieciowanie kauczuku podczas przerobu mieszanek. Mieszanka po wstępnym spadku lepkości zaczyna wykazywać wzrost sztywności w wyniku częściowego usieciowania. W wyniku badania otrzymuje się następujący wykres zmiany lepkości w funkcji czasu:

Czas podwulkanizacji t5 jest to czas potrzebny do wzrostu lepkości Mooney'a o 5 jednostek powyżej lepkości minimalnej. Z otrzymanego wykresu można również wyznaczyć szybkość wulkanizacji. Dla wirnika o średnicy 38 mm szybkość wulkanizacji oblicza się według wzoru:

=t₃₅-t₅czas potrzebny do wzrostu lepkości w zakresie 5-35 jednostek Mooney'a powyżej lepkości minimalnej.

3. Wyznaczanie twardość metodą Shore'a.

Pomiar twardości metodą Shore'a polega na wciskaniu w gumę indetora ( w kształcie iglicy) i odczytanie po upływie określonego czasu wielkości zagłębienia, która jest wyrażona w umownych jednostkach wartości Shore'a. Zakres skali wynosi 0-100 jednostek, gdzie 100 to zerowe zagłębienie, natomiast 0 = zagłębieniu 2,54 mm. Za zajęciach korzystaliśmy ze skali A.

Dane do sprawozdania:

g=6 [mm] d= 38[mm] T1=183^oC T2=142^oC Tśr=162,5^oC

Lepkość Money'a wynosiła 75M.

Twardość:

Przed:

Po:

---