第1个回答 2022-06-06
本篇是专业性很强的内容。力求用大白话将其中的原理讲清楚。
上个月到总公司交流学习，其中一项是降低胶料门尼粘度。本文将讨论什么是门尼粘度、降低门尼粘度的两种方式、化学方存在的问题。
什么是门尼粘度
百度百科：门尼粘度(Mooney viscosity)又称转动(门尼) 粘度，是用 门尼粘度计 测定的数值，基本上可以反映合成橡胶的聚合度与分子量。门尼粘度计是一个标准的转子，以恒定的转速（一般2转/分），在密闭室的试样中转动。
门尼粘度反映橡胶加工性能的好坏和分子量高低及分布范围宽窄。门尼粘度高胶料不易混炼均匀，挤出加工难。门尼粘度高的胶料其分子量高、分布范围宽。门尼粘度低胶料易粘辊，其分子量低、分布范围窄。门尼粘度过低则硫化后制品的拉伸强度低。
我国通常以ML100℃1+4或MS100℃1+4来区分不同测试条件。其中M表示门尼，L表示用大转子，S表示用小转子。1表示预热1分钟，4表示试验4分钟。门尼数值越大，表示粘度越大，其可塑性越低，加工性越差。
为了保证胶料正常生产，配方工程师和工艺技术人员要规定各生产胶料的门尼粘度范围。超出规定上限的胶料都不能使用或勉强使用也容易出现不良品。所以，降低胶料门尼粘度是配方工程师和工艺技术人员必须要掌握的一项基本技能。
降低门尼粘度的两种主要方式
通常，配方工程师会增加塑解剂的方式来降低胶料门尼粘度。其原理是通过塑解剂将天然胶的长分子链打断成小分子链。正常情况下，门尼粘度的下降幅度与塑解剂的用量多少成正比关系。比如，添加300克塑解剂，门尼粘度下降5。添加600克，门尼粘度下降10。所以，当胶料的门尼粘度太高，配方工程师或工艺技术人员会增加塑解剂的用量让门尼粘度显著降低，达到预期范围。
以上是化学方式降低胶料门尼粘度，还有一种方式是物理方式。物理方式就是用机械剪切力来将天然胶的大分子链打断成小分子链从而降低门尼粘度。
以上两种方式各有优缺点。化学方式门尼粘度下降效果明显，成本低，但对分子链破坏严重，导致胶料和橡胶成品的性能受影响。物理方式的门尼粘度下降幅度小，成本高，但对分子链破坏小，胶料和橡胶成品的性能影响小。具体选择哪一种，方式需要权衡工厂利益，工程师的习惯等。
化学方式存在的问题
根据了解，化学方式降低门尼粘度存在一个主要问题是将塑解剂与防老剂放在一起加入。防老剂是防止胶料氧化、老化的化学药品，篇幅原因，此处不再赘述。简单讲，塑解剂是将大分子链打断成小分子链，而防老剂是阻止分子链断裂。因此，将两者在一起加入，实质是让塑解剂和防老剂与天然胶分子链进行进攻与防守的消耗战。这样的组合方式，不但起不到降低门尼粘度效果，反而会加快防老剂的消耗。更有甚者，配方工程师和工艺技术人员错误地认为门尼粘度下降不达预期，就拼命增加塑解剂的量，比如正常情况下加400克，特殊情况下就800克，甚者1200克，我有见过加1500克的。
塑解剂对橡胶分子链的破坏极其严重，尤其是在高温（165-185℃）状态下。塑解剂的用量有严格的规定，比如不能超过400克。盲目增加塑解剂用量的方式严格禁止的。
造成上诉问题的原因是很多配方工程师和工艺技术人员根本不知道塑解剂不能与防老剂一起加入这一基本常识。
要想解决这一问题，只需将塑解剂与防老剂分开加入即可。当然防老剂在塑解剂之后加入带来的其他问题，则可以通过简单工艺调整来实现。
小结
本文讨论了化学方式降低门尼粘度存在的问题，解决这一问题的方法是将塑解剂与防老剂分开加入。