一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模? 1、通過(guò)實(shí)驗(yàn)，了解橡膠綜合物理性能實(shí)驗(yàn)中使用的各種實(shí)驗(yàn)儀器，如：硫化儀、平板硫化機(jī)、拉力實(shí)驗(yàn)機(jī)、門尼粘度計(jì)、炭黑分散度測(cè)量?jī)x、比重測(cè)量?jī)x、硬度計(jì)等實(shí)驗(yàn)儀器。 2、通過(guò)實(shí)驗(yàn)，了解上述實(shí)驗(yàn)儀器的工作原理。 3、通過(guò)實(shí)驗(yàn)，掌握上述實(shí)驗(yàn)儀器的操作方法。 4、利用上述實(shí)驗(yàn)儀器，對(duì)經(jīng)過(guò)混煉后的膠料進(jìn)行各種物理性能的測(cè)試（包括硫化曲線的測(cè)定；炭黑分散度測(cè)量；拉伸、撕裂、剝離；門尼粘度測(cè)量；分散度測(cè)量；比重測(cè)量；硬度測(cè)量等）。掌握各種測(cè)試方法及測(cè)試目的，加深對(duì)理論知識(shí)的理解和應(yīng)用。 5、通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，掌握一些相關(guān)的數(shù)據(jù)處理的知識(shí)。 二、硫化儀 無(wú)轉(zhuǎn)子硫化儀用于檢測(cè)混合橡膠的硫化特性。它采用密閉型的模體擺動(dòng)，把膠料放入中空的密閉模腔內(nèi)直接受壓加熱，并由兩個(gè)溫控表分別控制上下模腔的溫度。下模擺動(dòng)頻率為1.67HZ（100r/min）。硫化的轉(zhuǎn)矩-時(shí)間曲線由位于主機(jī)下方的轉(zhuǎn)矩測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量，通過(guò)計(jì)算機(jī)繪制出曲線及結(jié)果。 硫化測(cè)量參數(shù)：硫化時(shí)間，硫化曲線的讀取。 硫化儀適用范圍：橡膠硫化測(cè)試儀器（簡(jiǎn)稱硫化儀）是用來(lái)測(cè)量橡膠硫化過(guò)程的一種標(biāo)準(zhǔn)化儀器。生產(chǎn)橡膠制品的廠家可以用它進(jìn)行橡膠均勻性、重現(xiàn)性、穩(wěn)定性的測(cè)試，并且進(jìn)行橡膠配方的設(shè)計(jì)和檢測(cè)。目前一些廠家用硫化儀進(jìn)行在線檢測(cè)，檢測(cè)每一批，甚至是每一時(shí)刻橡膠的硫化特性是否滿足制品的要求。 硫化儀的測(cè)量原理：一般情況下，膠料樣片放置在上下兩個(gè)模體中間。通過(guò)與膠料樣片相連的模體的擺動(dòng)使膠料受到扭矩的作用產(chǎn)生力信號(hào)；力信號(hào)通過(guò)與之相連的傳動(dòng)部分把力傳到測(cè)量裝置——傳感器上，傳感器把力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；電信號(hào)通過(guò)固定的控制裝置轉(zhuǎn)化成扭矩信號(hào)，在繪圖儀或計(jì)算機(jī)上繪制出來(lái)，就得到了硫化曲線。從一定意義上來(lái)講，硫化儀是用來(lái)作相對(duì)比較的設(shè)備。只有比較才能看出膠料配方的變化以及溫度設(shè)定對(duì)硫化的影響等。 硫化儀的擺動(dòng)角度：按照標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)轉(zhuǎn)子硫化儀的擺動(dòng)角度應(yīng)為1°或0.5°，初配置均為1°。擺動(dòng)角度對(duì)于硫化數(shù)據(jù)的影響和頻率相似，各種角度測(cè)量的硫化數(shù)據(jù)結(jié)果不同，但都可以用于橡膠硫化的檢測(cè)。角度越大，施加于膠樣上的扭矩就越大，測(cè)量得到的數(shù)據(jù)就越大。對(duì)于特別軟的橡膠易采用大角度的擺動(dòng)。反之，硬膠采用小一些的擺動(dòng)角度就可?？傊?，選用不同擺角的目的都是為了能更清楚的顯示測(cè)量數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在所有數(shù)據(jù)都是計(jì)算機(jī)或單片機(jī)計(jì)算，數(shù)據(jù)再小也可以分辨，對(duì)于一般橡膠硫化來(lái)說(shuō)，變化角度的實(shí)用性不大，標(biāo)配角度足以適用于所有橡膠。 三、硫化（Valcanization） 硫化是橡膠與硫磺、促進(jìn)劑等在一定溫度、壓力、時(shí)間下，使橡膠大分子鏈發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)的過(guò)程，也就是塑性橡膠轉(zhuǎn)化為彈性橡膠的物理機(jī)械性能和化學(xué)性能的工藝過(guò)程。 幾個(gè)相關(guān)概念： 1、焦燒（scorching）：指橡膠膠料在加工過(guò)程中產(chǎn)生早期硫化的現(xiàn)象。為避免焦燒的危險(xiǎn)，一半要加防焦劑。 2、交聯(lián)（crosslinking）：線型聚合物分子鏈間的化學(xué)鍵合。 3、塑煉：打斷分子鏈，從彈性變成塑性，增加可塑度（流動(dòng)性），實(shí)質(zhì)是降低分子量，降低黏度等。 使用設(shè)備：平板硫化機(jī)（硫化三要素） 四、炭黑分散度儀 在橡膠工業(yè)中炭黑作為補(bǔ)強(qiáng)劑，是重要的原料，僅次于橡膠居于二位的，它不僅能提高橡膠制品的強(qiáng)度和耐磨性，而且能改進(jìn)膠料的工藝性能。炭黑分散度，是指炭黑在橡膠中分散情況，即指炭黑在膠料中分散均勻的程度，其指標(biāo)是衡量膠料質(zhì)量和預(yù)測(cè)成品性能好壞的重要尺度，若炭黑在膠料中分散不均勻，將嚴(yán)重影響橡膠制品的質(zhì)量。 炭黑分散度儀基本原理是：當(dāng)一塊硫化膠被切割而斷裂時(shí)，由于未分散的炭黑聚集體相對(duì)于周圍的橡膠介質(zhì)來(lái)說(shuō)具有較高的硬度，致使切割徑跡偏離，造成切割表面粗糙不平,反光效果不同，凸起的部分反光強(qiáng)呈現(xiàn)“白點(diǎn)”，凹陷或較平坦的部分呈現(xiàn)大面積的灰色或黑色，即可得到分散度圖像，分散度圖像的特點(diǎn)是：黑色底色上分布著許多白點(diǎn)（未分散顆粒）。炭黑分散性越差，切割徑跡偏離越嚴(yán)重，表面粗糙度越大；反之則小。因此，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)照片，借助低倍率顯微鏡觀察，就能按切割表面的粗糙度來(lái)分析和確定膠料中炭黑的分散度。 R-S試驗(yàn)法是菲利浦公司的Railsbackt和Stump提出的方法(取兩者的一個(gè)字母稱為R-S法)，其測(cè)定方法是,首先將分散狀態(tài)不同的混煉膠剖面拍攝成30倍率的顯微鏡照片，并制作認(rèn)為是分散度差的試樣為1度，以分散度高的試樣為10度的標(biāo)準(zhǔn)照片。再用波拉羅伊德照相機(jī)拍攝現(xiàn)場(chǎng)混煉膠料的硫化膠試樣剖面，通過(guò)用拍得的照片與標(biāo)準(zhǔn)照片比較，即可測(cè)定分散度(DR)。 瑞典Optigrader公司的Dispergrader法是一種能夠自動(dòng)判別分散度的方法，究其原理也是顯微照相法。使用中發(fā)現(xiàn)，該儀器對(duì)同一膠料的多次重復(fù)測(cè)試中，會(huì)判定出不同的等級(jí)。 五、門尼黏度儀 門尼黏度儀，可測(cè)定生膠或混煉膠之門尼粘度，提供了三種測(cè)定數(shù)據(jù)，一是門尼粘度的測(cè)定，二為應(yīng)力松馳特性的測(cè)定，三為早期硫化性的測(cè)定。 本次實(shí)驗(yàn)主要測(cè)定膠料的門尼黏度值。黏度是膠料在應(yīng)力作用下對(duì)流動(dòng)的阻力。 門尼黏度（Mooney Viscosity）以符號(hào)ML100℃1+4表示，其中ML表示大轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)黏度值，100℃表示實(shí)驗(yàn)溫度，1表示預(yù)熱1分鐘，4表示加熱4分鐘。取值是實(shí)驗(yàn)的后30秒的低值。 門尼黏度計(jì)是由美國(guó)的Rubber公司的Melvin Mooney 在20世紀(jì)30年代研制的。主要用于測(cè)定生膠和混煉膠。 操作步驟為：將兩塊較好的體積為25cm3的橡膠試樣放入模腔中，上下模型關(guān)閉后，形成封閉的有壓力的壓模，將一個(gè)特殊的轉(zhuǎn)子嵌入膠料中，轉(zhuǎn)子和模具的表面可有槽防止在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，橡膠在轉(zhuǎn)子和模型的表面打滑。在上下模關(guān)閉后，有一段預(yù)熱時(shí)間使橡膠升溫至儀器設(shè)定的溫度，然后轉(zhuǎn)子在2r/min的速度下轉(zhuǎn)動(dòng)一定時(shí)間。以門尼單位（Mooney Units，MU）記錄黏度值。 六、硬度計(jì) 硬度是測(cè)試硫化橡膠抵抗施加外力的變形的能力，是材料對(duì)壓印、刮痕等外力的抵抗能力。這產(chǎn)生了對(duì)橡膠膠料在非常有限的變形時(shí)的“模量”的測(cè)量。如果外力是通過(guò)彈簧施加給硬度計(jì)的，這種方法叫邵爾（Shore）硬度法。 硬度計(jì)將本計(jì)垂直壓於被測(cè)物表面，指針?biāo)讣堉潭龋礊楸粶y(cè)物之硬度。 七、比重計(jì) 硫化橡膠膠料樣品的比重可以通過(guò)阿基米德原理 Archimedes原理（浸在液體里的物體受到向上的浮力作用，浮力的大小等于被該物體排開的液體的重量）來(lái)測(cè)量和計(jì)算，樣品分別在水中和空氣中稱重。 八、拉力實(shí)驗(yàn)機(jī) 1、拉伸實(shí)驗(yàn)：一個(gè)硫化好的膠料裁成啞鈴形試樣，在設(shè)定的速度下被拉斷，同時(shí)測(cè)定其產(chǎn)生的拉力?？梢詼y(cè)定的主要數(shù)據(jù)是： （1）拉伸強(qiáng)度：是啞鈴形樣品在斷裂時(shí)的大拉伸力； （2）斷裂伸長(zhǎng)率：是指斷裂時(shí)的應(yīng)變； （3）定神應(yīng)力：一般是在斷裂之前在不同預(yù)定應(yīng)變（100%和300%）下測(cè)量和記錄的。 2、撕裂實(shí)驗(yàn)：橡膠制品的缺口和缺陷位置的高應(yīng)力集中會(huì)導(dǎo)致撕裂和斷裂的擴(kuò)展。 實(shí)驗(yàn)中使用的試樣的形狀為人字形的，試樣有一個(gè)直角，出現(xiàn)應(yīng)力集中，從而引發(fā)撕裂，無(wú)需缺口。