קלייַבט לאָנןמעטער פֿאַר גענויע און אינטעליגענטע מעסטונגען!

ווייטער פון בלויז מעכאנישע האַנדלינג, איז וויסקאָסיטי קאָנטראָל עסענציעל צו דערגרייכן אַ גלייכמעסיקע פאַרשפּרייטונג פון קריטישע פארשטארקנדיקע אַדיטיוון, ווי טשאַד שוואַרץ און סיליקאַ. די כאָומאַדזשעניטי פון דעם פאַרשפּרייטונג באַשטימט די מעכאַנישע אייגנשאַפטן פון דעם לעצטן מאַטעריאַל, אַרייַנגערעכנט קריטישע מעטריקס ווי טענסאַל שטאַרקייט, אַברייזשאַן קעגנשטעל, און די קאָמפּלעקסע דינאַמישע נאַטור וואָס ווערט געוויזן נאָך דעם.פּראָצעס פון וואַלקאַניזאַציע פון ​​גומע.

II. יסודות פון סטירען בוטאַדין גומע (SBR)

וואָס איז סטירען בוטאַדין גומע?

סטירען בוטאַדין גומע (SBR) איז אַ פילזײַטיקער סינטעטישער עלאַסטאָמער, וואָס ווערט ברייט גענוצט צוליב זײַן אויסגעצייכנטן קאָסטן-צו-פאָרשטעלונג פאַרהעלטעניש און הויכן באַנד פאַרפֿיגבאַרקייט. SBR ווערט סינטעזירט ווי אַ קאָפּאָלימער דערייווד הויפּטזעכלעך פֿון 1,3-בוטאַדין (בעער 75%) און סטירען מאָנאָמערן (בעער 25%). די מאָנאָמערן ווערן קאָמבינירט דורך אַ כעמישע רעאַקציע גערופֿן קאָפּאָלימעריזאַציע, וואָס שאַפֿט לאַנגע, מולטי-יוניט פּאָלימער קייטן. SBR איז ספּעציעל דיזיינד פֿאַר אַפּליקאַציעס וואָס פֿאָדערן הויכע געווער און אויסערגעוויינטלעכע אַברייזשאַן קעגנשטעל, מאַכנדיג עס אַן אידעאַלע ברירה פֿאַר טירע טרעדס.

סינטעטיש גומע פּראָדוקציע פּראָצעס

SBR סינטעז ווערט דערגרייכט דורך צוויי באזונדערע אינדוסטריעלע פאלימעריזאציע מעטאדן, וואס רעזולטירן אין מאטעריאלן מיט פארשידענע אינהערענטע אייגנשאפטן און פארלאנגען ספעציפישע וויסקאזיטעט קאנטראל בעת דער פליסיקער פאזע.

עמולסיע פּאָלימעריזאַציע (E-SBR):אין דעם קלאַסישן מעטאָד, ווערן די מאָנאָמערן צעשפּרייט אָדער עמולסיפיצירט אין אַ וואַסעריקער לייזונג מיט אַ זייף-ווי סורפאַקטאַנט. די רעאַקציע ווערט איניציאירט דורך פרייע ראַדיקאַל איניציאַטאָרן און דאַרף סטאַביליזאַטאָרן צו פאַרהיטן פּראָדוקט פאַרערגערונג. E-SBR קען פּראָדוצירט ווערן מיט הייסע אָדער קאַלטע פּראָצעס טעמפּעראַטורן; קאַלטע E-SBR, ספּעציפֿיש, איז באַקאַנט פֿאַר העכערע אַברייזשאַן קעגנשטעל, טענסאַל שטאַרקייט, און נידעריקע ריזיליאַנס.

 

לייזונג פּאָלימעריזאַציע (S-SBR):די אַוואַנסירטע מעטאָדע באַשטייט פון אַניאָנישע פּאָלימעריזאַציע, טיפּיש באַנוצט מען אַן אַלקיל ליטיום איניציאַטאָר (אַזאַ ווי בוטילליטיום) אין אַ כיידראָקאַרבאָן סאָלוואַנט, געוויינטלעך העקסאַן אָדער ציקלאָהעקסאַן. S-SBR גראַדן האָבן בכלל אַ העכער מאָלעקולאַר וואָג און אַ שמאָלער פאַרשפּרייטונג, וואָס רעזולטירט אין פֿאַרבעסערטע אייגנשאַפטן ווי בעסערע בייגיקייט, הויך טענסאַל שטאַרקייט, און באַדייטנד נידעריקער ראָולינג קעגנשטעל אין טירעס, מאַכנדיג S-SBR אַ פּרעמיע, טייערער פּראָדוקט.

קריטיש, אין ביידע פּראָצעסן, מוז די פּאָלימעריזאַציע רעאַקציע פּינקטלעך געענדיקט ווערן דורך אריינפירן אַ קייט טערמינאַטאָר אָדער קורץ-סטאָפּ אַגענט אין די רעאַקטאָר אָפּפלוס. דאָס קאָנטראָלירט די לעצטע קייט לענג, אַ שריט וואָס באַשטימט גלייך די ערשט מאָלעקולאַרע וואָג און, דעריבער, די באַזע.וויסקאָסיטי פון גומעאיידער קאַמפּאַונדינג.

 

אייגנשאפטן פון סטירען בוטאַדין גומע

SBR איז געשעצט פֿאַר אַ שטאַרק פּראָפיל פון גשמיות און מעכאַנישע אייגנשאַפֿטן:

מעכאנישע פאָרשטעלונג:שליסל שטאַרקייטן אַרייַננעמען הויך טענסיל שטאַרקייט, וואָס טיפּיקלי ריינדזשאַז פון 500 צו 3,000 PSI, צוזאַמען מיט ויסגעצייכנט אַברייזשאַן קעגנשטעל. SBR אויך דעמאַנסטרירט גוט קעגנשטעל צו קאַמפּרעשאַן סעט און הויך פּראַל קעגנשטעל. דערצו, די מאַטעריאַל איז ינכעראַנטלי ריסן-קעגנשטעליק, וואָס איז אַ שליסל שטריך וואָס אַלאַוז די ינקאָרפּעריישאַן פון גרויס וואַליומז פון ריינפאָרסינג פילערז, אַזאַ ווי טשאַד שוואַרץ, צו פֿאַרבעסערן שטאַרקייט און UV קעגנשטעל.

כעמישער און טערמישער פּראָפיל:כאָטש עס איז בכלל קעגנשטעליק צו וואַסער, אַלקאָהאָל, קעטאָנעס און געוויסע אָרגאַנישע זויערן, ווייזט SBR באַמערקבאַרע שוואַכקייטן. עס פאַרמאָגט אַ שלעכטע קעגנשטעל צו פּעטראָלעום-באַזירטע אָילס, אַראָמאַטישע כיידראָקאַרבאָן ברענשטאָפֿן, אָזאָן און האַלאָגענירטע סאָלווענטן. טערמיש, האַלט SBR בייגיקייט איבער אַ ברייטן קייט, מיט אַ קאַנטיניואַס נוצן מאַקסימום פון אַרום 225°F און נידעריק-טעמפּעראַטור בייגיקייט ביז -60℉.

 

וויסקאָסיטי ווי דער ערשטיקער אינדיקאַטאָר פון מאָלעקולאַר וואָג און קייט סטרוקטור

די רעאָלאָגישע כאַראַקטעריסטיקס פון דעם רויע פּאָלימער ווערן פונדאַמענטאַל באַשטימט דורך דער מאָלעקולאַרער סטרוקטור - די לענג און גראַד פון צווייַג פון די פּאָלימער קייטן - וואָס זענען געגרינדעט בעת דעם פּאָלימעריזאַציע בינע. א העכערע מאָלעקולאַרע וואָג איבערזעצט זיך בכלל צו העכערע וויסקאָסיטי און קאָרעספּאָנדירנד נידעריקערע שמעלץ פלוס ראַטעס (MFR/MVR). דעריבער, מעסטן די אינטרינסישע וויסקאָסיטי (IV) גלייך ביים רעאַקטאָר אויסלאָזן איז פונקציאָנעל עקוויוואַלענט צו קאַנטיניואַסלי מאָניטאָרינג די פאָרמירונג פון דער בדעה מאָלעקולאַרער אַרכיטעקטור.

 

III. רעאָלאָגישע פּרינציפּן וואָס פירן SBR פּראָצעס

 

רעאָלאָגישע פּרינציפּן, שער קורס אָפּהענגיקייט, טעמפּעראַטור/דרוק סענסיטיוויטי.

 

רעאָלאָגיע, די שטודיע פון ​​ווי מאַטעריאַלן דעפאָרמירן און פליסן, גיט די וויסנשאַפטלעכע ראַם פֿאַר פֿאַרשטיין די נאַטור פון SBR אונטער אינדוסטריעלע פּראַסעסינג באדינגונגען. SBR איז קעראַקטעריזירט ווי אַ קאָמפּלעקס וויסקאָעלאַסטיש מאַטעריאַל, טייַטש עס ווייזט פּראָפּערטיעס וואָס מישן וויסקאָז (שטענדיק, פליסיק-ווי לויפן) און עלאַסטיש (ריקאַוועראַבאַל, האַרט-ווי דעפאָרמאַציע) ריאַקשאַנז. די דאָמינאַנס פון די קעראַקטעריסטיקס דעפּענדס באַדייטנד אויף די קורס און געדויער פון די אַפּליייד לאַסט.

SBR קאַמפּאַונדז זענען פונדאַמענטאַל נישט-ניוטאָנישע פליסיקייטן. דאָס מיינט אַז זייער אויסזעענדיקעגומע וויסקאָסיטיאיז נישט קיין קאנסטאנטער ווערט אבער ווייזט א קריטישןשער קורס אָפענגיקייט; די וויסקאָסיטי פאַרקלענערט זיך באַדייטנד ווען די שער קורס פאַרגרעסערט זיך, אַ דערשיינונג באַקאַנט ווי שער דינינג. דאָס ניט-ניוטאָנישע נאַטור האט טיפע ימפּליקאַציעס פֿאַר קוואַליטעט קאָנטראָל. וויסקאָסיטי ווערטן באַקומען ביי נידעריקע שער ראַטעס, אַזאַ ווי די געמאָסטן אין טראַדיציאָנעלע מוני וויסקאָמעטער טעסץ, קען צושטעלן אַן אומצופרידענע רעפּרעזענטאַציע פון ​​​​די מאַטעריאַל 'ס נאַטור אונטער די הויך שער ראַטעס וואָס זענען איינגעבוירן אין מיקסינג, קנעטן אָדער יקסטרוזשאַן אַפּעריישאַנז. ווייטער פון שער, וויסקאָסיטי איז אויך העכסט סענסיטיוו צו טעמפּעראַטור; פּראָצעס היץ ראַדוסאַז וויסקאָסיטי, וואָס העלפּס לויפן. כאָטש דרוק אויך אַפעקטירט וויסקאָסיטי, מיינטיינינג אַ סטאַביל טעמפּעראַטור און קאָנסיסטענט שער געשיכטע איז וויכטיק, ווייַל וויסקאָסיטי קען ווערייִרן דינאַמיש מיט שער, דרוק און פּראַסעסינג צייט.

 

השפּעה פון פּלאַסטיסיזערס, פילערז און פּראַסעסינג אַידס אויף SBR וויסקאָסיטי

 

דיגומע פאַראַרבעטונגדי שטאפל, באקאנט אלס קאמפאונדינג, באשטייט פון אינטעגרירן פארשידענע צוגאבן וואס דראמאטיש מאדיפיצירן די רעאלאגיע פונעם באזע SBR פאלימער:

פּלאַסטיסיזערס:פּראָצעס אָילס זענען קריטיש פֿאַר פֿאַרבעסערן די בייגיקייט און קוילעלדיק פּראָצעסאַביליטי פון SBR. זיי פונקציאָנירן דורך רעדוצירן די קאָמפּאָזיט וויסקאָסיטי פון די קאַמפּאַונד, וואָס סיימאַלטייניאַסלי פאַסילאַטייץ די מונדיר דיספּערזשאַן פון פילערז און ווייכערן די פּאָלימער מאַטריץ.

פילערס:פארשטארקערנדיקע אגענטן, בעיקר קוילן-שווארץ און סיליקא, פארגרעסערן באדייטנד די וויסקאזיטעט פון דעם מאטעריאל, וואס פירט צו קאמפליצירטע פיזישע דערשיינונגען געטריבן דורך פילער-פילער און פילער-פאלימער אינטעראקציעס. דערגרייכן אפטימאלע פארשפרייטונג איז א באלאנס; אגענטן ווי גליסערין קענען גענוצט ווערן צו ווייכערן ליגנאסולפאנאט פילערס, צופאסנדיק די פילער וויסקאזיטעט נענטער צו דער SBR מאטריץ וויסקאזיטעט, דערמיט פארמינערנדיק אגלאמעראט פארמאציע און פארבעסערנדיק האמאגענעיטי.

וואַלקאַנייזינג אגענטן:די כעמיקאַלן, אַרייַנגערעכנט שוועבל און אַקסעלעראַטאָרן, מאַכן באַדייטנדיקע ענדערונגען צו דער רעאָלאָגיע פון ​​דער נישט-געהאַרטער קאַמפּאַונד. זיי ווירקן אויף פאַקטאָרן ווי פֿאַרברענעניש זיכערהייט (קעגנשטעל צו פֿאַר-צייַטיקן קראָס-לינקינג). אַנדערע ספּעציאַליזירטע אַדיטיוון, ווי פֿומעד סיליקאַ, קענען ווערן גענוצט סטראַטעגיש ווי וויסקאָסיטי-פאַרגרעסערנדיקע אַגענטן צו דערגרייכן ספּעציפֿישע רעאָלאָגישע צילן, אַזאַ ווי פּראָדוצירן דיקערע פֿילמען אָן ענדערן דעם גאַנצן אינהאַלט פֿון סאָלידס.

 

פֿאַרבינדן רעאָלאָגיע צו ווולקאַניזאַציע פון ​​גומע פּראָצעס און לעצט קראָס-לינק געדיכטקייט

 

די רעאָלאָגישע קאַנדישאַנינג וואָס ווערט געגעבן בעת ​​קאַמפּאַונדינג און פֿאָרמינג איז גלייך פֿאַרבונדן מיט די לעצט סערוויס פאָרשטעלונג פון די ווולקאַניזירטע פּראָדוקט.

איינהייטלעכקייט און צעשפּרייטונג:נישט-קאנסיסטענטע וויסקאזיטעט פראפיילן בעתן מישן—אפט קארעלירט מיט נישט-אפטימאלער ענערגיע אריינגאבע—רעזולטירן אין א שלעכטער פארשפרייטונג און נישט-האמאגענע פארשפרייטונג פון די קראָס-לינקינג פּעקל (שוועבל און אַקסעלעראַטאָרן).

דער פּראָצעס פון וואַלקאַניזאַציע פון ​​גומע:די אומקערלעכע כעמישע פראצעס באשטייט פון אויפהייצן די SBR קאמפאונד, געווענליך מיט שוועבל, צו שאפן שטענדיגע קראָס-לינקס צווישן די פּאָלימער קייטן, וואס פארבעסערט באדייטנד די גומע'ס שטאַרקייט, עלאַסטיסיטי, און האַרטקייט. דער פראצעס באשטייט פון דריי שטאפלען: די אינדוקציע (פאַרברענען) שטאפלען וואו די ערשטע פארמירונג פאסירט; די קראָס-לינקינג אדער קיורינג שטאפלען (שנעלע רעאקציע ביי 250 ℉ ביז 400 ℉); און דער אָפּטימאַלער צושטאַנד.

קראָס-לינק געדיכטקייט:די לעצטיקע מעכאנישע אייגנשאפטן ווערן באהאנדלט דורך די דערגרייכטע קראָס-לינק געדיכטקייט._cווערטן שטערן די באַוועגונג פון די מאָלעקולאַרע קייטן, הייבן דעם סטאָרידזש מאָדולוס און השפּעה האָבן אויף די נישט-לינעאַרע וויסקאָעלאַסטישע רעאַקציע פון ​​דעם מאַטעריאַל (באַקאַנט ווי דער פּיין עפֿעקט). דעריבער, פּינקטלעכע רעאָלאָגישע קאָנטראָל אין די נישט-געהאַרטעטע פּראַסעסינג סטאַגעס איז וויכטיק צו ענשור אַז די מאָלעקולאַרע פּריקורסאָרן זענען ריכטיק צוגעגרייט פֿאַר די ווייטערדיקע קיורינג רעאַקציע.

 

IV. עקזיסטירנדיקע פראבלעמען אין וויסקאָסיטי מעסטונג

לימיטאַציעס פון טראַדיציאָנעל אָפפליין טעסטינג

די ברייטע אָפּהענגיקייט אויף קאַנווענשאַנעלע, דיסקאַנטיניערלעכע און אַרבעט-אינטענסיווע קוואַליטעט קאָנטראָל מעטאָדן שטעלט באַדייטנדיקע אָפּעראַציאָנעלע באַגרענעצונגען אויף קאַנטיניואַס SBR פּראָדוקציע, וואָס פאַרהיט שנעלע פּראָצעס אָפּטימיזאַציע.

מוני וויסקאָסיטי פּראָגנאָז און פאַרהאַלטונג:א קערן קוואַליטעט אינדעקס, מוני וויסקאָסיטי, ווערט טראַדיציאָנעל געמאָסטן אָפליין. צוליב דער פיזישער קאָמפּלעקסיטעט און הויכער וויסקאָסיטי פון די אינדוסטריעלעפּראָצעס פון פּראָדוקציע פון ​​גומע, עס קען נישט געמאסטן ווערן גלייך אין רעאל-צייט אינעם אינערליכן מישער. דערצו, גענוי פאראויסזאגן דעם ווערט מיט טראדיציאנעלע עמפירישע מאדעלן איז שווער, ספעציעל פאר קאמפאונדס וואס האבן צוזאמענגעשטעלט פילערס. די צייט-פארשפעטיגונג פארבונדן מיט לאבאראטאריע-טעסטן פארשפעטיגט קארעקטיווע אקציעס, וואס פארגרעסערט דעם פינאנציעלן ריזיקע פון ​​פראדוצירן גרויסע מאס פון נישט-ספעציפיקאציע מאטעריאל.

געביטן מעכאנישע געשיכטע:קאַפּילאַרע רעאָמעטריע, כאָטש זי קען כאַראַקטעריזירן דעם פֿלוס־פֿאַרהאַלטן, פֿאָדערט ברייטע מוסטער־פֿאָרבערייטונג. דער מאַטעריאַל מוז ווערן איבערגעפֿאָרעמט אין ספּעציפֿישע צילינדרישע דימענסיעס פֿאַרן טעסטן, אַ פּראָצעס וואָס מאָדיפֿיצירט די מעכאַנישע געשיכטע פֿון דער פֿאַרבינדונג. דערפֿאַר קען די געמאָסטענע וויסקאָסיטעט נישט גענוי אָפּשפּיגלען דעם פֿאַרבינדונגס אַקטועלן צושטאַנד בעת אינדוסטריעלער פּראָדוקציע.גומע פאַראַרבעטונג.

נישט גענוגיקע איין-פונקט דאטן:סטאַנדאַרד צעשמעלץ-פלוס-ראַטע (MFR) אדער צעשמעלץ-וואָלומען-ראַטע (MVR) טעסטן גיבן נאָר איין פלוס-אינדעקס ביי פעסטע באַדינגונגען. דאָס איז נישט גענוג פֿאַר נישט-ניוטאָנישן SBR. צוויי פֿאַרשידענע באַטשעס קענען אויסשטעלן אידענטישע MVR-ווערטן אָבער האָבן זייער פֿאַרשידענע וויסקאָסיטעטן ביי די הויכע שער-ראַטעס וואָס זענען באַטייַטיק פֿאַר עקסטרוזיע. די אונטערשייד קען רעזולטירן אין אומפֿאָרויסגעזאָגטע פּראָצעסירונג-פֿאַרפֿעלער.

קאָסטן און לאָגיסטישע לאַסט:זיך פֿאַרלאָזן אויף אַנאַליזן פֿון אַן אַנדערער לאַבאָראַטאָריע ברענגט אַרײַן באַדײַטנדיקע לאָגיסטישע קאָסטן און צײַט־פֿאַרלענגערונגען. קאָנטינויִערלעכע מאָניטאָרינג אָפֿערט ​​אַן עקאָנאָמישן פֿאָרטייל דורך דראַמאַטיש רעדוצירן די צאָל מוסטערן וואָס דאַרפֿן אַן עקסטערנער אַנאַליז.

די אַרויסרופן פון מעסטן הויך-וויסקאָסיטי און מולטי-פאַסע SBR קאַמפּאַונדז

די אינדוסטריעלע האַנדלינג פון גומע קאַמפּאַונדז ינוואַלווז מאַטעריאַלן וואָס ווייַזן גאָר הויכע וויסקאָסיטיעס און קאָמפּלעקס וויסקאָעלאַסטיש נאַטור, שאַפֿנדיק יינציקע טשאַלאַנדזשיז פֿאַר דירעקט מעזשערמאַנט.

גליטש און בראָך:הויך-וויסקאָזיטעט, וויסקאָעלאַסטישע גומע מאַטעריאַלן זענען אונטערטעניק צו פּראָבלעמען ווי וואַנט גליטשן און עלאַסטיסיטי-ינדוסט מוסטער בראָך ווען טעסטעד אין טראַדיציאָנעלע אָפֿן-גרענעץ רהעאָמעטערס. ספּעציאַליזירטע ויסריכט, אַזאַ ווי דער אָסצילייטינג שטאַרבן רהעאָמעטער מיט אַ סערייטיד, פארמאכט-גרענעץ פּלאַן, איז נייטיק צו באַקומען די יפעקץ, ספּעציעל אין געפילטע מאַטעריאַלן וווּ קאָמפּלעקס פּאָלימער-פילער ינטעראַקשאַנז פּאַסירן.

וישאַלט און רייניקונג:נאָרמאַלע אָנליין דורכפלוס- אדער קאַפּילאַרע סיסטעמען ליידן אָפט פון פארשטאָפּונג צוליב דעם קלעפּיקן, הויך-וויסקאָזיטעט כאַראַקטער פון פּאָלימערן און פילערז. דאָס פארלאנגט קאָמפּליצירטע רייניקונג פּראָטאָקאָלן און פירט צו טייַערע דאַונטיים, אַ ערנסטער חסרון אין קאָנטינויִערלעכע פּראָדוקציע סעטטינגס.

די נויט פֿאַר אַ ראָבוסט אינטרינסיש וויסקאָסיטי אינסטרומענט פֿאַר פּאָלימער סאַלושאַנז.

אין דער ערשטער לייזונג אדער שלאַם פאַזע, נאָך פּאָלימעריזאַציע, איז די קריטישע מעסטונג די אינטרינסישע וויסקאָסיטי (IV), וואָס קאָרעלירט גלייך מיט מאָלעקולאַר וואָג און פּאָלימער פאָרשטעלונג. טראַדיציאָנעלע לאַבאָראַטאָריע מעטאָדן (למשל, GPC אָדער גלאָז קאַפּילאַרן) זענען צו פּאַמעלעך פֿאַר רעאַל-צייט קאָנטראָל.

די אינדוסטריעלע סביבה פארלאנגט אן אויטאמאטישע און שטארקעאינטרינסישער וויסקאָסיטי אינסטרומענטמאָדערנע לייזונגען, ווי צום ביישפּיל דער IVA Versa, אויטאָמאַטיזירן דעם גאַנצן פּראָצעס מיט אַ צוויי-קאַפּילאַרישן רעלאַטיוון וויסקאָמעטער צו מעסטן די וויסקאָסיטעט פון דער לייזונג, מינימיזירנדיק דעם קאָנטאַקט פונעם באַניצער מיט די סאָלווענטן און דערגרייכנדיק הויכע פּינקטלעכקייט (RSD ווערטן אונטער 1%). פֿאַר אינליין אַפּליקאַציעס אין דער צעשמעלץ-פאַזע, קענען Side Stream Online-Rheometers (SSR) באַשטימען אַן IV-Rheo ווערט באַזירט אויף קאָנטינויִערלעכע שער-וויסקאָסיטעט-מעסטונגען מיט אַ קאָנסטאַנטן שער-ראַטע. די מעסטונג שטעלט אויף אַן עמפּירישע קאָרעלאַציע וואָס דערמעגלעכט די מאָניטאָרינג פון MW ענדערונגען אין דעם צעשמעלץ-שטראָם.