CN114235607B - 一种胎体帘布混炼胶预交联的评价方法、设备和计算机可读载体介质 - Google Patents

一种胎体帘布混炼胶预交联的评价方法、设备和计算机可读载体介质 Download PDF

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Abstract

本申请属于橡胶检测技术领域，特别涉及一种胎体帘布混炼胶预交联的评价方法、设备和计算机可读载体介质。一种胎体帘布混炼胶预交联的评价方法，该方法将橡胶加工分析仪应变扫描得到的弹性模量和粘性模量对应变变化作图，曲线不仅能体现模量的大小，而且可以直观地分辨出混炼胶的弹性模量和粘性模量，根据曲线面积推断胎体帘布进行电子辐照后的预交联率。本发明提供的方法操作简单，灵敏度高，测试结果准确可靠，对环境无污染。

Description

一种胎体帘布混炼胶预交联的评价方法、设备和计算机可读 载体介质
技术领域
本申请属于橡胶检测技术领域，特别涉及一种胎体帘布混炼胶预交联的评价方法、设备和计算机可读载体介质。
背景技术
汽车产业在世界范围内迅猛发展，而汽车轮胎是车辆的重要组成部分，其质量和性能的好坏直接影响到车辆性能。子午线轮胎胎体帘布层是由覆胶帘子布组成的胎体层，是轮胎的受力骨架层。子午线轮胎按照胎体骨架材料来分，胎体是钢丝的称为全钢轮胎，一般用于商业载重用胎；胎体是纤维的为半钢轮胎，一般用于乘用胎。
目前市场上乘用车胎操作性差，滚动阻力大，急需一种具有较高耐疲劳性和强度的胎体帘布来满足半钢子午线轿车轮胎的需求。目前市场上半钢子午线轿车轮胎的胎体帘布压延时进行电子辐照，对胶料进行预交联处理提高帘布与内衬的粘合，获取较高耐疲劳性和强度。
发明内容
本发明提供一种胎体帘布混炼胶预交联的评价方法，解决了目前市场上无评价方法的难题，该方法操作简单，灵敏度高，结果可靠，对环境无污染。
为了实现上述的目的，本申请采用了以下的技术方案：
一种胎体帘布混炼胶预交联的评价方法，包括以下步骤：
1)在一定应变区域内，选择测试温度、频率，采用橡胶加工分析仪对胎体帘布混炼胶压延后电子辐照样品进行应变扫描；
2)将所述应变区域内扫描的模量G′与应变作图得到应变-模量曲线，所述应变作为曲线的横坐标，所述模量G′作为曲线的纵坐标，对曲线进行积分，求得面积S1；
3)在一定应变区域内，选择测试温度、频率，采用橡胶加工分析仪对胎体帘布混炼胶压延后非电子辐照样品进行应变扫描；
4)将所述应变区域内扫描的模量G′与应变作图得到应变-模量曲线，所述应变作为曲线的横坐标，所述模量G′作为曲线的纵坐标，对曲线进行积分，求得面积S2，以该情况下模拟的曲线积分面积S2为基准；
5)通过以下公式计算橡胶加工分析仪测试下电子辐照帘布预交联率k：
Figure BDA0003350471420000011
作为进一步改进，该方法在步骤1)之前还包括对所述混炼胶样品依次从压延帘布上取样，静置，所述静置时间为0-24h。
作为进一步改进，步骤1)中所述测试温度为60～160℃。优选，步骤1)所述测试温度为100～120℃，具体可以为100℃、110℃或120℃。
作为进一步改进，步骤1)和3)中测试频率为0～60HZ。优选，步骤1)和3)中测试频率为2HZ、10HZ或20HZ。
作为进一步改进，橡胶加工分析仪为美国阿尔法公司生产的RPA2000橡胶加工分析仪。
作为进一步改进，步骤2)和4)中对混炼胶样品进行0.28～100％区域内应变扫描，得到应变-模量曲线，通过积分该曲线得到积分面积，曲线积分面积方法为：
Figure BDA0003350471420000021
为混炼胶经过应变扫描的曲线。
进一步，本发明还公开了一种胎体帘布混炼胶预交联的评价智能设备，包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现以下的步骤：
1)获取所述的方法获得S1和S2；
2)通过以下公式计算橡胶加工分析仪测试下电子辐照帘布预交联率k：
Figure BDA0003350471420000022
进一步，本发明还公开了一种存储程序指令的非暂时性计算机可读载体介质，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现实现以下的步骤：
1)获取所述的方法获得S1和S2；
2)通过以下公式计算橡胶加工分析仪测试下电子辐照帘布预交联率k：
Figure BDA0003350471420000023
本发明在粘弹性区域内对混炼胶进行动态流变和流动性检测，此时橡胶混炼胶在应变变化下显现出不同的模量响应，而且测试过程中不会对橡胶混炼胶本身的结构产生影响。将橡胶加工分析仪应变扫描得到的弹性模量和粘性模量对应变变化作图，曲线不仅能体现模量的大小，而且可以直观地分辨出混炼胶的弹性模量和粘性模量，根据曲线面积推断胎体帘布进行电子辐照后的预交联率。本发明提供的方法操作简单，灵敏度高，测试结果准确可靠，对环境无污染。
附图说明
图1为本发明中混炼胶压延后电子辐照样品在应变扫描中测得的模量G′与应变的曲线示意图。
图2为本发明中混炼胶压延后非电子辐照样品在应变扫描中测得的模量G′与应变的曲线示意图。
图3为本发明中混炼胶压延后样品模拟完全交联后在应变扫描中测得的模量G′与应变的曲线示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种使用橡胶加工分析仪评价胎体帘布混炼胶预交联的方法，包括以下步骤：
(1)以所述胎体帘布混炼胶压延后电子辐照样品的加工温度为测试温度，在所述应变范围区域内选择施加相应的频率值，固定测试温度和频率值，采用橡胶加工分析仪对胎体帘布混炼胶压延后电子辐照样品进行应变扫描；
(2)将所述应变扫描的每个模量G′与应变的关系作图得到应变-模量曲线，所述频率变化为横坐标，所述模量G′为纵坐标，对曲线进行积分，求得面积S1；
(3)以所述胎体帘布混炼胶压延后非电子辐照样品的加工温度为测试温度，在所述应变范围区域内选择施加相应的频率值，固定测试温度和频率值，采用橡胶加工分析仪对胎体帘布混炼胶压延后非电子辐照样品进行应变扫描；
(4)将所述应变扫描的每个模量G′与应变的关系作图得到应变-模量曲线，所述频率变化为横坐标，所述模量G′为纵坐标，对曲线进行积分，求得面积S2；
(5)通过以下公式计算橡胶加工分析仪测试下电子辐照帘布预交联率k：
Figure BDA0003350471420000031
本发明主要确定胎体帘布混炼胶压延后电子辐照样品与非电子辐照样品的应变-模量曲线，确定曲线积分面积。在确定胎体帘布混炼胶压延后电子辐照样品与非电子辐照样品的应变-模量曲线之前，本发明还优选对所述胎体帘布依次进行取样、静置。在本发明中，所述静置时间为0～24h。
在本发明中，所述胎体帘布混炼胶压延后电子辐照样品与非电子辐照样品，固定该频率，对橡胶混炼胶样品进行应变扫描，确定积分面积的方法优选为：固定测试温度、测试频率，使用橡胶加工分析仪对所述橡胶混炼胶样品进行频率扫描，根据所述频率扫描的每个频率下测量的模量G′与频率的关系曲线来确定所述橡胶混炼胶样品的曲线积分面积。本发明中，所述测试温度优选为橡胶混炼胶其混炼胶的压延加工温度，压延加工温度一般为100～120℃，因此可以在此温度范围内选择测试温度，具体可以为100℃、110℃和120℃；所述测试频率为0～60HZ，因此可以在此频率范围内选择测试频率，具体可以为2HZ、10HZ和20HZ。本发明对所述橡胶加工分析仪无特殊要求，采用本领域熟知的橡胶加工分析仪即可，本发明具体实施例中，采用的橡胶分析加工仪的型号为RPA2000(美国阿尔法公司生产)。本发明对所述应变扫描的具体操作方法无特殊要求，采用本领域技术人员熟知的方法即可。
频率扫描完成后，本发明将所述频率扫描中每个频率下测得的模量对频率作图，得到频率-模量曲线，所述频率作为横坐标，模量G′作为纵坐标。对橡胶混炼胶样品进行0.28～100％区域内应变扫描，得到应变-模量曲线，通过积分该曲线得到积分面积，曲线积分面积方法为：
Figure BDA0003350471420000041
f(x)为混炼胶经过应变扫描的曲线，分别得到胎体帘布混炼胶压延后电子辐照样品进行应变扫描曲线面积S1和胎体帘布混炼胶压延后非电子辐照样品进行应变扫描曲线面积S2。
通过以下公式计算橡胶加工分析仪测试下电子辐照帘布预交联率k：
Figure BDA0003350471420000042
本发明提供了一种使用橡胶加工分析仪评价胎体帘布混炼胶预交联的方法，本发明提供的方法操作简单，灵敏度高，测试结果准确可靠，对环境无污染。
下面结合实施例对本发明提供的使用橡胶加工分析仪评价胎体帘布混炼胶预交联的方法进行详细的说明。
实施例：
胎体帘布配方原材料明细：
进口SVR10#(越南)混合物A；
N330炭黑，上海卡博特化工公司产品；
软化油，TDAE，汉圣化工产品；
其余原材料均为市售工业级产品。
按上述胎体帘布配方混炼后，混炼胶进行胎体帘布压延覆胶，分别对电子辐照和非电子辐照帘布进行取样，依次记作电子辐照样品1～5和非电子辐照样品1～5；
测试设备：橡胶加工分析仪(RPA2000，美国阿尔法公司生产)
判断上述胎体帘布混炼胶压延后电子辐照预交联率，具体测试方法如下：
(1)对上述胎体帘布混炼胶压延后电子辐照和非电子辐照样品进行取样，放置8h，称取适量样品进行测试；
(2)设定测试温度120℃，频率为2HZ，对五个胎体帘布混炼胶压延后电子辐照样品分别进行应变扫描，应变范围为0.28～100％，根据图1中应变-模量曲线得到积分面积。
表1五个胎体帘布混炼胶压延后电子辐照样品应变扫描后的积分面积
Figure BDA0003350471420000043
Figure BDA0003350471420000051
(3)设定测试温度120℃，频率为2HZ，对五个胎体帘布混炼胶压延后非电子辐照样品分别进行应变扫描，应变范围为0.28～100％，根据图2中应变-模量曲线得到积分面积。
表2五个胎体帘布混炼胶压延后非电子辐照样品应变扫描后的积分面积
样品 积分面积
非电子辐照样品1 88216.93
非电子辐照样品2 86659.56
非电子辐照样品3 87265.25
非电子辐照样品4 88215.68
非电子辐照样品5 87269.56
(4)设定测试温度120℃，频率为2HZ，对五个胎体帘布混炼胶压延后样品分别进行模拟全交联后的应变扫描，应变范围为0.28～100％，根据图3中应变-模量曲线得到积分面积。
表3五个胎体帘布混炼胶压延样品模拟全交联后应变扫描后的积分面积
样品 积分面积
模拟全交联样品1 9841.23
模拟全交联样品2 9795.9
模拟全交联样品3 10310.6
模拟全交联样品4 10369.8
模拟全交联样品5 10377.44
由表1可以看出，胎体帘布混炼胶压延后电子辐照样品经过应变扫描后，积分面积基本相接近，说明胎体帘布混炼胶压延后电子辐照的剂量相同，交联率相近。
由表2可以看出，胎体帘布混炼胶压延后非电子辐照样品经过应变扫描后，积分面积基本相接近，说明胎体帘布混炼胶压延后非电子辐照侧胶料性能基本稳定。
由表3可以看出，胎体帘布混炼胶压延样品模拟全交联，经过应变扫描后，积分面积基本相接近，说明胎体帘布混炼胶压延样品模拟全交联，胶料的交联情况基本相同，根据该公司计算模拟全交联程序下的交联率88.11％-89.4％。在该程序下模拟完全交联、部分交联及零交联的不同情况，完全可以满足测试要求。
根据公式计算橡胶加工分析仪测试下电子辐照帘布预交联率k：
Figure BDA0003350471420000061
k1＝8.16％，
k2＝9.01％，
k3＝7.75％，
k4＝9.66％，
k5＝7.54％。
根据以上电子辐照帘布预交联率k值计算，大概确定电子辐照预交联率为7.5％-10％之间。
从实施例中可以看出，本发明提供的方法操作简单，灵敏度高，测试结果准确可靠，对环境无污染。
以上为对本发明实施例的描述，通过对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的。本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施列，而是要符合与本文所公开的原理和新颖点相一致的最宽的范围。

Claims (11)

1.一种胎体帘布混炼胶预交联的评价方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
1）在应变区域内，选择测试温度、频率，采用橡胶加工分析仪对胎体帘布混炼胶压延后电子辐照样品进行应变扫描；
2）将所述应变区域内扫描的模量G′与应变作图得到应变-模量曲线，所述应变作为曲线的横坐标，所述模量G′作为曲线的纵坐标，对曲线进行积分，求得面积S1；
3）在应变区域内，选择测试温度、频率，采用橡胶加工分析仪对胎体帘布混炼胶压延后非电子辐照样品进行应变扫描；
4）将所述应变区域内扫描的模量G′与应变作图得到应变-模量曲线，所述应变作为曲线的横坐标，所述模量G′作为曲线的纵坐标，对曲线进行积分，求得面积S2，以该情况下模拟的曲线积分面积S2为基准；
5）通过以下公式计算橡胶加工分析仪测试下电子辐照帘布预交联率k：
Figure QLYQS_1
。
2.根据权利要求1所述的一种胎体帘布混炼胶预交联的评价方法，其特征在于，步骤1）之前还包括对所述混炼胶样品依次从压延帘布上取样，静置，所述静置时间为0-24h。
3.根据权利要求1所述的一种胎体帘布混炼胶预交联的评价方法，其特征在于，步骤1）中所述测试温度为60~160℃。
4.根据权利要求1所述的一种胎体帘布混炼胶预交联的评价方法，其特征在于，步骤1）所述测试温度为100~120℃。
5.根据权利要求1所述的一种胎体帘布混炼胶预交联的评价方法，其特征在于，步骤1）所述测试温度为100℃、110℃或120℃。
6.根据权利要求1所述的一种胎体帘布混炼胶预交联的评价方法，其特征在于，步骤1）和3）中测试频率为0~60Hz。
7.根据权利要求1所述的一种胎体帘布混炼胶预交联的评价方法，其特征在于，步骤1）和3）中测试频率为2Hz、10 Hz或20 Hz。
8.根据权利要求1所述的一种胎体帘布混炼胶预交联的评价方法，其特征在于，橡胶加工分析仪为美国阿尔法公司生产的RPA2000橡胶加工分析仪。
9.根据权利要求1所述的一种胎体帘布混炼胶预交联的评价方法，其特征在于，步骤2）和4）中对混炼胶样品进行0.28~100%区域内应变扫描，得到应变-模量曲线，通过积分该曲线得到积分面积，曲线积分面积方法为：
Figure QLYQS_2
，/>
Figure QLYQS_3
为混炼胶经过应变扫描的曲线。
10.一种胎体帘布混炼胶预交联的评价智能设备，包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被所述处理器执行时实现以下的步骤：
1）获取权利要求1-9所述的方法获得S1和S2；
2）通过以下公式计算橡胶加工分析仪测试下电子辐照帘布预交联率k：
Figure QLYQS_4
。
11.一种存储程序指令的非暂时性计算机可读载体介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下的步骤：
1）获取权利要求1-9所述的方法获得S1和S2；
2）通过以下公式计算橡胶加工分析仪测试下电子辐照帘布预交联率k：
Figure QLYQS_5
。
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