معرفی رئومتر در صنعت لاستیک | دستگاه تست وآنالیز خواص رئولوژیکی
رئومتر چیست و چه کاربردی در صنعت لاستیک دارد؟
رئومتر (Rheometer) یکی از تجهیزات آزمایشگاهی پیشرفته و ضروری در صنایع لاستیک‌سازی است. این دستگاه وظیفه دارد رفتار رئولوژیکی ترکیبات لاستیکی را در حین فرآیند پخت (Curing) اندازه‌گیری کند. اطلاعات خروجی رئومتر به مهندسان و متخصصان کمک می‌کند تا فرمولاسیون مواد، کیفیت نهایی محصول و زمان‌های فرآیندی را بهینه‌سازی کرده و همچنین عامل موثری بابت کاهش ضایعات مواد نیم ساخته و محصول نهایی فرآیند باشد.
رئولوژی چیست؟ (مفاهیم تنش، کرنش و برش عرضی)
رئولوژی (Rheology) علمی است که به بررسی رفتار جریان و تغییر شکل مواد تحت اثر نیرو می‌پردازد. در این علم، دو پارامتر کلیدی تعریف می‌شود:
- تنش (Stress): نیروی وارد بر واحد سطح.
- کرنش یا تغییر شکل (Strain): میزان تغییر شکل ماده در پاسخ به تنش.
وقتی ماده‌ای مثل لاستیک تحت برش عرضی (Shear) قرار می‌گیرد، ذرات آن نسبت به یکدیگر جابجا می‌شوند. رئولوژی بررسی می‌کند که ماده چگونه در برابر این نیروها واکنش نشان میدهد: آیا به آسانی جاری می‌شود (مثل مایعات)، تغییر شکل میدهد (مثل لاستیک)، یا مقاومت زیادی از خود نشان میدهد (مثل جامدات).
اصول عملکرد رئومتر در آزمایشگاه لاستیک
در رئومترهای لاستیک، یک نمونه کوچک از آمیزه لاستیکی تولیدشده دربخش اختلاط ( میکسر بنیوری) مابین دو قالب با دمای کنترل شده وتحت فشار تنظیم شده یک سیلندر پنوماتیک قرار می‌گیرد .یکی از این قالبها ثابت بوده و قالب دیگر با حرکت نوسانی خود تحت زاویه ای مشخص نیروی تنشی مورد نیاز را فراهم کرده و به نمونه درحال تست اعمال مینماید.
دراین مرحله دستگاه مقدار گشتاور ایجاد شده در هر لحظه از زمان پخت را اندازه گیری و ثبت نموده و نتایج حاصل را بعنوان منحنی پخت (Cure Curve) نمایش میدهد .این منحنی شامل اطلاعاتی مهمی از رفتار ویسکوالاستیک آمیزه است که درمیاحث کارشناسی و تحلیل رفتاری کامپاند بسیارمفید و کاربردی میباشد.
مهم‌ترین پارامترهای خروجی رئومتر (Data Points)
- ML (Minimum Torque): گشتاور اولیه،
معرف میزان مقاومت آمیزه (ویسکوزیته) پیش از شروع فرآیند پخت.
- MH (Maximum Torque): حداکثر گشتاور،
معرف سختی نهایی کامپاند پس از پخت کامل و اتمام تغیئرات در ساختار مولکولی آمیزه
- tc10، tc50، tc90: زمان رسیدن به ۱۰، ۵۰ و ۹۰ درصد از پخت نهایی.
- Scorch Time (ts1 یا ts2): زمان شروع واکنش پخت،
این مقادیر میزان پایداری کامپاند را حین فرآیند ولکانیزاسیون نشان میدهد.
انواع رئومتر مورد استفاده در صنعت لاستیک
۱. رئومتر با دیسک یا روتور نوسان کننده (ODR – Oscillating Disk Rheometer):
این نوع از تجهیزات رئولوژی جزء مدلهای قدیمی رئومترمیباشند که درحال حاضر تولید و استفاده از آنها منسوخ شده است ولی همچنان در برخی مراکز درحال استفاده میباشد.
۲. رئومتر با دای نوسان کننده (MDR – Moving Die Rheometer):
این مدل نسخه جدید و بروز شده رئومترهای قبلی است که درمقام مقایسه با مدلهای پیشین خصوصیات بسیار مناسبتری دارد که برخی از انها را در زیر بیان گردیده است.
مزایای رئومترMDR در مقایسه با ODR
- کوچکتر شدن حجم قالبها وحذف روتور بعنوان یک قطعه جداگانه ویکپارچه سازی آن با قالب پایین
- انتقال دمای موثرتر و سریعترحرارت هیتربه محل قرارکیری نمونه.
- کمترشدن زمان لازم جهت کنترل و تثبیت دما پس از تغییرات
- ثبات بیشتر درسرعت دورانی بواسطه سیستم مکانیکی پیشرفته تر
- سرعت بالای جبران دما در لحظه شروع تست و افت اولیه دمای قالب
- بهینه سازی در طراحی سنسورهای دمایی و بهبود سیستم کنترل دما
- دقت و ثبات بیشتر درمقدار زاویه نوسان
کاربردهای رئومتر در کنترل کیفیت و تحقیق‌وتوسعه
- ارزیابی کیفیت مواد اولیه و یکنواختی دسته‌های تولیدی.
- تعیین زمان و دمای بهینه پخت برای فرمولاسیون‌های مختلف.
- بررسی عملکرد افزودنی‌ها، فیلرها و عوامل پخت.
- توسعه ترکیبات جدید با مطالعه خواص رئولوژیکی سایر آمیزه ها .
- امکات پایش تغییرخصوصیات آمیزه ناشی ازگذشت زمان (AGING)
اهمیت کالیبراسیون در دقت عملکرد رئومتر
کالیبراسیون رئومتر یکی از موارد ضروری برای اطمینان از صحت و تکرارپذیری نتایج است. بدون انجام کالیبراسیون منظم، نتایج حاصل از رئومتر قضاوت کارشناسان این حوزه را باچالش های جدی و خطاهای فاحش مواجه کرده وعلاوه بر این موجب خسارات مادی نیزمیگردد.
جهت انجام کالیبراسیون رئومتر از گشتاور مرجع استاندارد (Calibration Torque Standard) برای تنظیم عملکرد سنسور دستگاه استفاده می‌شود.
- برای خرید، تعمیر تخصصی و دریافت خدمات کالیبراسیون با گارانتی معتبر دستگاه‌های رئومتر در صنعت لاستیک، با تیم فنی ما تماس بگیرید. ما با بیش از ۲۰ سال تجربه، آماده ارائه بهترین راهکارها به شما هستیم.