Page 38 - 《橡塑智造与节能环保》2025年5期

技术与装备

利用优化的时间-温度叠加测试参数确定

各种填充胶和一种未填充胶的拟合精度

章羽 编译
( 全国橡塑机械信息中心， 北京 100143）

时间-温度叠合（TTS）原理指的是将所需工作温 频率范围内测量粘弹性特性。通过在该仪器上测试填
度下各种粘弹性性能的长测试时间推迟到较高温度下 充胶料，可以确定填充胶料的最佳分析方法。
相同性能的短测试时间，并将所需操作温度下的极短 本研究旨在通过比较六种不同填充橡胶和一种未
测试时间与较冷温度下的较长测试时间联系起来。对 填充胶料的主曲线与相应的VHF结果，分析当前TTS
于粘弹性性能，测试时间最好反映在测试的频率设置 分析方法的准确性。主曲线将使用上一篇文章中讨论的
中。例如，如果可用的测试仪器的频率仅为500Hz， 优化测试参数获得。如果确定目前的分析方法都不足以
需要在10kHz下进行表征，利用这一原理并在较低温 与VHF结果相匹配，则将提出一种新的分析方法。
度下进行测试可以获得这些特性。
温度和测试时间之间的关系最早发表于20世纪50 1 实验
年代。三位主要研究人员是马尔科姆·威廉姆斯、罗伯 1.1 胶料
特·兰德尔和约翰·费里。这三位研究人员研究了各种 本研究评估了六种不同的填充橡胶。这六种橡
聚合物（高分子量和低分子量），以及其他玻璃或玻 胶包括天然橡胶（NR）、丁基橡胶（IIR）、硅橡胶
璃形成液体。他们还提出了使用称为ar的偏移因子的 （聚硅氧烷）（VPS）、氟橡胶（FKM）、氢化丁腈
想法，他们将其定义为“一个单一的温度相关参数， 橡胶（HNBR）和模型溶液丁苯橡胶（S-SBR）。未
表示温度T下的任何弛豫时间与其在任意参考温度T0 填充胶料是一种模型溶液丁苯橡胶（S-SBR）胶料。
下值的比值”。由于他们的研究，这种分析技术被称为 所有这些胶料都是混炼获得的。
WLF。
自WLF首次发表以来，其他研究人员也对TTS原 2 测试方法
理进行了研究。每个人都专注于该原则的各个方面或 在Metravib+300动态机械分析仪（DMA）上对上
应用。 述所有材料进行了拉伸TTS测试。动态应变为0.1%，
与最初研究的未填充胶料相比，对如何处理填 所有胶料都在线性范围内。静态位移与动态位移之比
充橡胶胶料的数据进行了大量研究。由于无法在验证 为1.3，以确保试品在测试过程中始终处于拉伸状态。
移位值所需的高频率下测试填充胶料，因此认为任何 频率范围为1~100Hz，温度范围为-50℃~100℃。频率
被提出为处理这些结果的“正确方法”或“更正确方法” 和温度的步长选择分别为10步（11个数据点）和5℃。
的方法都是合适的。一些已公布的方法包括仅水平偏 每次测试都使用一个新的试品。
移，使用WLF方程中的通用C1和C2常数，然后垂直偏 第一种移位方法只进行水平移位。这种方法沿用
移结果，或者对所有属性使用一个粘弹性属性的水平 了Ferry的技术。进行这种移动后，将tandelta的水平移
偏移，然后根据属性的水平位移因子的比率垂直偏移 动因子与WLF方程进行拟合，并生成C1和C2的值，以
其他属性的结果。 获得最佳拟合。
MetravibVHF104动态机械分析仪采用了最新技 第二种移位方法是J.W.M.Noorder-meer讨论的水
术，是一款创新型仪器，能够在100Hz至10kHz的极高 平加垂直移位法。这种方法使用通用的Cl和C2值（分

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