اهمیت کنترل دمای رئومتر در صنعت لاستیک
تست رئولوژی یکی از ارزیابی‌های رایج و ضروری در صنایع لاستیک است که به تحلیل رفتار جریان و تغییرات ویسکوالاستیک مواد در طول فرآیند پخت می‌پردازد. این تست با استفاده از دستگاهی حساس و پیشرفته به نام رئومتر انجام می‌شود و می‌تواند اطلاعات دقیقی از جمله زمان پخت، گشتاور لحظه‌ای و شیب تغییرات خواص مواد را اندازه‌گیری کرده و به صورت یک نمودار تابع زمان نمایش دهد.
اهمیت تست رئولوژی و نقش رئومتر
علاوه بر این، محاسبه نقاط کلیدی (Data Points) و نمایش آن‌ها جهت استفاده کارشناسان کنترل کیفیت، از وظایف ذاتی یک دستگاه رئومتر است. از بین این نقاط، مواردی که در ادامه شرح داده می‌شود، کاربردی‌تر بوده و در تمامی دستورالعمل‌ها و استانداردهای مراکز تولیدی مختلف مورد توجه قرار می‌گیرند.
نقاط کلیدی محور گشتاور (Torque)
ML (Moment Lowest):
به محض قرار گرفتن نمونه (متعادل با دمای اتاق) در محل تست (با دمای تعیین شده طبق دستورالعمل)، نمونه شروع به گرم شدن می‌کند. با ادامه گرم شدن، ویسکوزیته (مقاومت) نمونه کاهش یافته و در نتیجه گشتاور اندازه‌گیری شده توسط رئومتر کم می‌شود. کمترین مقدار ثبت‌شده بر روی منحنی، ML یا کمترین لحظه نامیده می‌شود که معیار چقرمگی آمیزه خام در یک دمای معین است.
MH (Moment Highest):
با تداوم عمل پخت یا ولکانیزاسیون (Vulcanization)، انسجام ساختار مولکولی آمیزه کامل‌تر می‌شود تا به نقطه نهایی برسد. این نقطه نمایانگر بیشترین سختی و پایداری ماده لاستیکی بوده و مقدار حداکثر گشتاور MH ثبت می‌شود.
نقاط کلیدی محور زمان (Time)
TS2:
پس از افت گشتاور به مقدار ML، منحنی مجدداً شروع به افزایش می‌کند. زمان متناظر با لحظه‌ای که گشتاور دو واحد نسبت به ML افزایش می‌یابد، “زمان اسکورچ” یا TS2 نامیده می‌شود و نشان‌دهنده آغاز ولکانیزاسیون آمیزه است.
TC90:
زمانی که ساختار مولکولی آمیزه به ۹۰٪ از وضعیت نهایی (MH) برسد، TC90 نامیده می‌شود.
اهمیت نقاط زمانی در بهینه‌سازی فرآیند پخت
این اطلاعات به مهندسان و تولیدکنندگان کمک می‌کند تا فرآیند پخت لاستیک را بهینه کرده و کیفیت محصول نهایی را تضمین کنند. به عبارت دیگر، تست رئولوژی ابزاری مهم برای شناسایی و کنترل ویژگی‌های مکانیکی و شیمیایی محصول در مراحل مختلف تولید است که به بهبود کیفیت، کاهش هزینه‌ها و افزایش راندمان کمک می‌کند.
دقت نتایج رئومتر و لزوم کنترل شرایط تست
تحقق تمامی این مزایا مستلزم دقت و صحت بالای نتایج رئومتر است. حتی زمانی که از دستگاه‌های باکیفیت و دقیقی مانند رئومتر آلفا تکنولوژیز استفاده می‌شود، رعایت نکات ظریف اهمیت بالایی دارد. عدم توجه به این نکات می‌تواند نتایج را دچار خطا کرده و منجر به تصمیم‌گیری‌های اشتباه شود. خطاهای کوچک در عملکرد رئومتر می‌توانند باعث معیوب شدن قطعات گران‌قیمت شوند که رفع آن‌ها نیازمند هزینه‌های اضافی خواهد بود.
کنترل دمای قالب‌های رئومتر و نقش آن در دقت نتایج
نقش TS2 و TC90 در منحنی رئولوژی
در نگاه اول، منحنی رئولوژی نمایش مقادیر گشتاور در حین فرآیند پخت نسبت به زمان است. دو فاکتور کلیدی TS2 و TC90 در این منحنی اهمیت بالایی دارند.
معرفی شاخص سرعت پخت (Cure Rate Index)
شاخص سرعت پخت (CR):
این شاخص برای سنجش سرعت تغییرات ویسکوزیته و بررسی رفتار آمیزه در فرآیند پخت استفاده می‌شود. فرمول محاسبه آن:
تأثیر شاخص سرعت پخت در فرآیند تولید
- CR بالا: نشان‌دهنده سرعت بالای پخت، زمان کوتاه‌تر تولید و بهره‌وری بیشتر.
- CR پایین: نشان‌دهنده پخت کندتر، زمان طولانی‌تر تولید و احتمال افت کیفیت.
بنابراین صحت مقادیر TS2 و TC90 و در نتیجه صحت CR اهمیت بالایی دارد.
اطمینان از صحت TS2، TC90 و CR
با وجود اینکه این پارامترها زمانی هستند و ابزارهای صنعتی عموماً دقت خوبی در زمان‌سنجی دارند، خطاهایی در مقادیر TS2 و TC90 ممکن است مشاهده شود. دلیل اصلی این خطاها نوسانات دمای پخت است.
اهمیت کنترل دمای قالب‌های رئومتر
رئومتر برای اعمال تنش برشی و حرارت به آمیزه، از دو قالب بالا و پایین استفاده می‌کند. کنترل دقیق دما توسط سه جزء انجام می‌شود:
- کنترلر دما
- هیتر یا المنت‌های گرمایی
- سنسور دمایی
اگر دمای قالب‌ها به درستی تثبیت نشود، می‌تواند باعث نتایج زیر شود:
- دمای بالاتر از حد مطلوب: سرعت پخت افزایش می‌یابد، TC90 کاهش می‌یابد و CR افزایش می‌یابد؛ احتمال تجزیه مواد و افت کیفیت وجود دارد.
- دمای پایین‌تر از حد مطلوب: فرآیند پخت کند شده، CR کاهش یافته و زمان تولید افزایش می‌یابد.
در هر دو حالت، دقت نتایج آزمون‌ها تحت تاثیر قرار می‌گیرد و کیفیت محصول نهایی پایین می‌آید.
نتیجه‌گیری
برای دستیابی به کنترل دقیق دمای قالب‌ها و افزایش دقت آزمون‌های رئولوژی، استفاده از دماسنج‌های صنعتی دقیق ضروری است.
پیشنهاد متخصصان شرکت بایا تِک به کارگیری ترمومترهای بسیار دقیق مدل GMH3700 به همراه سنسور دمای GTF 601 می باشد که مشخصات کامل آن را می توانید مشاهده فرمایید.
