5门尼粘度
实验讲义十 门尼粘度实验综述
实验十门尼粘度实验一、实验目的1．深刻理解门尼粘度的物理意义和重要性；2．了解门尼粘度测定仪的仪器结构和工作原理；3．熟练操作门尼粘度测定仪。
二、实验原理门尼粘度实验是用转动的方法来测定生胶、未硫化胶流动性的一种方法。
门尼粘度计设计原理如下图1所示。
图1 门尼粘度计原理1-上模座；2-下模座；3-转子；4-转子轴；5-装试样的模腔；R-转子半径；h-转子厚度；a-转子上下表面至上下模壁的垂直距离；b-转子圆周至模腔圆周的距离当转子在充满胶粒的模腔中转动时，转子对胶料产生力偶的作用，推动贴近转子的胶料层流动，模腔内其他胶料将会产生阻止其流动的摩擦力，其方向与胶料层流动方向相反，此摩擦力即是胶料流动的剪切力，单位面积上的剪切力即剪应力，经研究可知，与切变速率、粘度存在下述的关系，即目前应用较广泛，适合非牛顿流动的定律是幂指数经验公式：τ＝K·γn式中τ——剪切应力，MPa；γ——切变速率，l/s；K——流动稠度，MPa·s；n——流动指数（在一定的切变速率和温度下是常数）。
为了讨论问题方便起见，把上式改写成下面的形式：τ＝K·γn＝K·γτ/γ＝K·γn－1 n－1·γ设η表＝τ/γ＝K·γ即τ＝η表·γ n－1在模腔内阻碍转子传动的各点表观粘度η表以及切变速率γ值是随着转动半径不同而不同，所有需采用统计平均值的方法来描述η表、τ、γ。
由于转子的转速是定值，转子和模腔尺寸也是定值，故γ的平均值对相同规格的门尼粘度计来说，就是一个常数，从τ＝η表·γ可知，平均的表观粘度η表与平均的剪应力τ成正比。
在平均的剪切应力τ作用下，将会产生阻碍转子转动的转矩，其关系式如下：M＝τ·s·L式中：M——转矩；τ——平均剪应力，MPa；s——转子表面积，mm2；L——平均的力臂长，mm。
转矩M通过涡轮，涡杆推动弹簧板，使它变形并与弹簧板产生的弯矩和刚度相平衡，从材料力学可知，存在下式：M=F·e＝W·σ＝W·E·ε式中 F——弹簧板变形产生的反力，N；e——弹簧板力臂长，mm；W——抗变形断面系数；σ——弯曲应力，MPa；ε——弯曲变形量；E——扬氏模量，MPa。
门尼粘度计是一种常用的测量液体粘度的仪器,广泛应用于各个领域的科研和生产中。但是很多人对于门尼粘度计
门尼粘度计是一种常用的测量液体粘度的仪器，广泛应用于各个领域的科研和生产中。
但是很多人对于门尼粘度计的构成原理并不了解，本文将对门尼粘度计的构成原理进行详细介绍。
什么是门尼粘度计门尼粘度计，又称旋转式粘度计，是一种测量液体粘度的仪器。
它是以美国化学家门尼（R.P.Mooney）的名字命名的。
门尼粘度计操作简单，结构紧凑，使用范围广泛，因此被广泛应用于各个领域的科研和生产中。
门尼粘度计的构成原理门尼粘度计主要由二个部分组成：转子和计时器。
转子转子是门尼粘度计的主要部件，它是由一个螺旋形叶片和一个带有读数盘的指针组成的。
螺旋形叶片通过电机的驱动旋转起来，液体被装入转子的螺旋型叶片的孔内，在转子的转动下，叶片将液体带到开口处，然后从开口处排出液体，以此循环往复。
计时器计时器是门尼粘度计另一个组成部件，它主要用来计时转子的旋转周期。
门尼粘度计通过计时器测量转子的旋转时间，并以标准粘度为单位表示粘度大小。
通常，计时器的精度应该在0.1秒以内，以保证测量的准确性。
门尼粘度计的粘度测量原理与牛顿粘度法一致，利用粘度和剪应力之间的关系，通常将液体的流动视为粘性流动，其粘度测量原理是利用旋转叶片对液体剪切产生的阻力，通过测量阻力大小来计算液体的粘度值。
门尼粘度计的使用与注意事项门尼粘度计是一种操作简单、结构紧凑、使用范围广泛的仪器，使用时需要注意以下事项：1.门尼粘度计上的所有螺丝要经常检查，避免脱落和宽松，确保粘度测量的准确性；2.在使用门尼粘度计前应该先进行校准，以确保测量结果的准确性；3.液体不应填满转子，应保留一定的空间，避免因运动而溢出；4.门尼粘度计在测量高粘度液体时，应该适当降低转速。
总之，门尼粘度计是一种简单、实用的测量液体粘度的仪器，它的构成原理非常简单，但其在科研和生产中的作用却不可忽视。
这种粘度计因操作简单、测量范围广、准确可靠而受到各行业的青睐。
门尼焦烧的测试规定
门尼焦烧的测试规定门尼焦烧的测试规定根据国标GB1233规定；当用大转子转动的门尼粘度值下降到最低点后再转入上升5个门尼粘度值所对应的时间,即为焦烧时间t5;从最低门尼粘度值上升35个门尼粘度值的时间为T 35;硫化指数⊿t30=t35---t5用大转子实验时硫化指数可以表征硫化速度；硫化速度小,表示硫化速度快,硫化速度大,表示硫化速度慢; 可塑度试验方法及计算方法计算公式：P=h0-h2/h0+h1h0—试样原高度;h1—压缩3分钟后高度;h2—恢复3分钟后高度;试验方法：温度：70±1℃;预热3分钟,压缩3分钟,常温下恢复3分钟,量取试样高度按上边公式计算.氯化锌母液的制备方法在水中溶解50g浓盐酸,加入氯化锌使之饱合,用量可达9Kg然后加水调整相对密度,使久至为止;每间隔即制备成一种,盖紧封闭,放置数天后使溶液澄清,如果还有氯化锌沉淀,则可加入少量盐酸使之溶解;焦烧混炼胶的焦烧多见于梅雨季节开始;由于有了门尼粘度计及硫化仪,不论是新炼的混炼胶还是返炼胶料都能随时进行测定,这样就能防止胶料焦烧;在大批量生产混炼胶的工厂里,没有必要进行全面测定,仅对规定要注意的胶料可采用一种测定方法;以下介绍防止焦烧的方法;首先要减少硫化促进剂的配合量,但这样会导致橡胶制品的物理性能下降,了解这一点是非常重要的,硫化促进剂单独使用的情况很少,多半是采用二种、三种促进剂并用的方式;一旦配合出了问题,就不能防止胶料焦烧,一般来说,通用橡胶用的主促进剂为曝pill类或次磺酞胺类促进剂;主促进剂DM是万能型促进剂;促进剂M的焦烧性高,次磺酞胺类促进剂虽然有耐焦烧性,但由于硫化的起步速度慢,所以要根据胶料使用要求进行选择;肌类、秋兰姆类系辅助促进剂;在盛夏高温季节,辅助促进剂要减量使用,而主促进剂则尽量不减少其配合量;将10- 20质量份的再生胶加入通用橡胶中,经共混后制成的胶料,具有防止焦烧的作用;另外,对共混胶料,要考虑设计加成性配方,在研究焦烧性与硫化胶物理性能的基础上作一些必要的修正;在配合白炭黑胶料中,要添加二甘醇、聚乙二醇、有机胺助促进剂SL等;但添加以上配合剂过量的话也会导致焦烧,因此必须加以注意;标准的配合量应该是与白炭黑相比二甘醇与聚乙二醇分子量为400 60%,有机胺促进剂SL为%;在配合方面尽管如上所述,作了许多探讨,但是如果仍不能防止焦烧时,可添加防焦剂硫化延迟剂;硫化延迟剂是无水邻苯二甲酸及苯甲酸类的有机酸、亚硝基化合物及邻苯二甲酞胺等有机合成化合物;因亚硝基二苯胺具有污染性,所以不能用于浅色橡胶制品;防焦剂在延迟硫化的同时,也减慢了硫化速度,因为它会降低交联度,所以不要大量使用;根据该作者的经验,用量不应超过%;如果必须超过%,则首先应该减少硫化促进剂的用量;不宜使用高促进剂,高防焦剂的配合方法;以下就操作工序中防止焦烧应注意的问题作一介绍,就每批混炼胶料而言,在原有数据的基础上,设定焦烧时间的范围,在此范围内不断调整解决;例如,设定为门尼焦烧时间,125℃对混炼胶可用水冷、风冷或两者并用的方式使胶片冷却到室温;即使是压延卷取的胶料,如果存在焦烧的危险,可对其进行边风冷边卷取,或者按一定长度裁断后再进行风冷;按照需要也可以用空调房、冷藏库进行贮存;对多数需返炼的胶料,首先将需返炼的胶料投入热炼机上热炼,在确认该胶料未发生焦烧的情况后,再添加新的混炼胶进行混炼,若操作程序与此相反,则会导致全部胶料焦烧;。
门尼粘度仪简介
门尼粘度仪简介：一.规范：门尼测试是根据以下规范实施：1.ASTM D16462.JIS K63003.ISO 2894.GB/T 12325.DIN 535256.BS 16737.AFNOR T43-004/0058.GOST 10722-769.TGL 25-689二.测试方法：门尼粘度仪（Mooney Viscometer）有几个测试方法：门尼测试的方法为在密闭的模腔内有一支转子（Rotor），测试温度为100℃、125℃及135℃（此温度用于焦烧（Scorch）测试），测试时先将温度达到设定值（现在新的仪器设计从室温到100℃通常只需时2.5~3分钟，旧系统约需要40~60分钟），再以橡胶试片将转子包覆于模腔正中位置（如图1.示），以每分钟2转（2 rpm，0.21rad/s ±0.02 rpm）的速度转动转子，量测其扭力的变化，以其值定义为门尼粘度值图1.门尼值的定义为100M(粘度值单位)等于73.5lb-in或8.3N-m，校正时也以100M为校正点，校正精度值为±0.5M，试片分为上下两片，总体积为25±3cm3，其中下面一片中间需打孔，孔的大小视转子中心轴直径大小而定，以方便转子插入，不同厂家生产的设备，中心轴的直径由于设计不同，可能会有些微差距，但是不论如何其只会有些微的差距，现在市售有定体积裁切机，透过特殊设计的裁切机构及裁刀，可以精确的裁切出正确的试片体积，另外有些使用者则只是以重量控制体积，透过比重和体积的乖积，可以得到重量，不管使用哪种方式，都要确保体积维持在许可的范围内，须知不足的试样无法充满模腔，无法测得正确数据，试样太大会造成合模的困难。
因为未硫化橡胶于测试后容易沾粘于模腔或转子上，所以测试时可以高密度PE（HDPE：High Density PE）薄膜纸放在转子及模腔上（图2.示）根据规范HDPE 的厚度不得超过0.04mm （0.0015in ），以免影响测试结果，有些操作者只放film A ，有些操作者同时放film A 及film B ，这是因为转子比较容易清洁，另外是可更精确的量测到胶料的门尼值，因为量测到的完全是胶料，中间没有掺杂了薄膜纸在其中，但是不管如何，对同样的胶进行测试时所用的方式要一致，以避免对比误差的造成。
门尼粘度计的构成原理
门尼粘度计的构成原理
门尼粘度计属转动型粘度计，是根据流体力学原理设计而成,下面我们对其测试原理作简单介绍。
在100℃试验温度下经过1分钟预热后，涡轮、蜗杆在电机带动下开始转动，转子（直径38.10mm、厚5.54mm、转速2r/min。
）随之开始转动;
转子转动将引起模腔内试样的剪切变形，同时转子本身也受到橡胶试样的反抗剪切力矩，此力矩通过蜗杆传递到弹簧板。
根据弹簧板变形量大小，在百分表上显示出来，因此百分表上的数值既是弹簧板变形量的大小，又是转子对胶料剪切的扭转力矩。
每0.083N.m（0.846Kg.cm）转动力矩是一个门尼粘度值，百分表上有100格即100门尼粘度=0.083N.m（84.6Kg.cm）同时弹簧的变形量还可以通过差动变压器（一种位移传感元件）进行记录。
当弹簧发生变形，变形所产生的位移经差动变压器变成电讯号被放大后用计算机记录下来，试验完成。
门尼粘度计应符合ZBN72024的各项规定，它由转子、模腔、温度控制系统和转矩测量系统构成。
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门尼粘度计。
门尼粘度和门尼焦烧
门尼粘度和门尼焦烧1. 介绍门尼粘度和门尼焦烧是一种用于衡量液体粘度和热稳定性的测试方法。
这些测试方法在工程领域、化学行业和材料科学中广泛应用。
本文将对门尼粘度和门尼焦烧进行深入探讨，介绍测试方法和应用领域，以及影响测试结果的因素。
2. 门尼粘度2.1 定义门尼粘度是一种衡量液体内部摩擦阻力的物理性质。
它表示液体在外力作用下流动的阻力大小。
门尼粘度的单位是帕斯卡秒（Pa·s）或者坦（Poise）。
2.2 测试方法门尼粘度测试可以通过旋转式粘度计或者倾倒式粘度计进行。
对于不同的液体，选择适合的测试方法和设备以获得准确的结果非常重要。
旋转式粘度计通过测量液体转动的阻力来确定门尼粘度。
这种方法常用于测量各种液体的粘度，包括润滑油、化学品和涂料。
倾倒式粘度计是一种将液体从容器中倾倒出来的测试方法。
根据液体流出所需的时间和速度，来计算门尼粘度。
这种方法适用于流动性较高的液体，如溶液和酒精。
2.3 应用领域门尼粘度在许多领域中都有广泛的应用，以下是其中的几个示例： 1. 润滑油行业：测量润滑油的粘度可以确定其在不同温度下的性能，从而确保润滑油在各种工作条件下的有效性。
2. 化学工业：了解液体的粘度可以帮助化学工程师确定反应物质的流动性，从而控制化学反应的速率和效果。
3. 食品和饮料行业：测量食品和饮料的粘度可以确定其质地和口感，帮助制造商调整产品配方和生产工艺。
4. 石油勘探：在石油勘探中，测量原油的粘度可以帮助工程师确定油井的产能和开采效益。
3. 门尼焦烧3.1 定义门尼焦烧是一种测试液体在高温下的热稳定性的方法。
它通常用于检测液体在使用过程中是否会产生不稳定的化学反应，导致生成有害物质或产生燃烧。
3.2 测试方法门尼焦烧测试可以通过烧杯法或者炉管法进行。
烧杯法是最常用的门尼焦烧测试方法之一。
它涉及将要测试的液体样品放入一个预热的烧杯中，然后在一定温度下加热一段时间。
在加热过程中，观察是否有燃烧、分解或其他不稳定的反应发生。
青岛科技大学 橡胶实验五 门尼粘度
实验五门尼粘度Determination of Mooney viscosity一．实验目的1．深刻理解门尼粘度的物理意义。
2．了解门尼粘度仪的结构及工作原理。
3．熟练掌握门尼粘度仪的操作。
二．实验仪器门尼粘度实验是用转动的方法来测定生胶、未硫化胶流动性的一种方法。
在橡胶加工过程中，从塑炼开始到硫化完毕，都与橡胶的流动性有密切关系，而门尼粘度值正是衡量此项性能大小的指标。
近年来门尼粘度计在国际上成为测试橡胶粘度或塑性的最广泛、最普及的一种仪器。
本实验所用设备是由优肯科技股份有限公司制造的EK-2000M型门尼粘度仪。
图5-1 EK-2000M型门尼粘度仪三．实验原理工作时，电机→小齿轮→大齿轮→蜗杆→蜗轮→转子，使转子在充满橡胶试样的密闭室内旋转，密闭式由上、下模组成，左上、下模内装有电热丝，其温度可以自动控制。
转子转动时，转子对腔料产生力矩的作用，推动贴近转子的胶料层流动，模腔内其它胶料将会产生阻止其流动的摩擦力，其方向与胶料层流动方向相反，此摩擦力即是阻止胶料流动的剪切力，单位面积上的剪切力即剪切应力。
与切变速率、粘度存在下述的关系，即适合非牛顿流动的幂指经验公式：∙τ=nγKτ—剪切应力；∙γ—切变速率；K —流动粘度；n —流动指数（在一定的γ和温度下是常数）。
为了讨论问题方便起见，将上式改写成下面的形式：∙K =n γτ=∙∙-K γγ1n τ/∙γ=∙-K 1n γ 设ηa=τ/∙γ=∙-K 1n γ 则τ=ηa ∙γ在模腔内阻碍转子转动的各点表观粘度ηa 以及切变速率∙γ值是随着转动半径不同而有异，故须采用统计平均值的方法来描述ηa 、τ、∙γ，由于转子的转速是定值，转子和模腔尺寸也是定值，故∙γ的平均值对相同规格的门尼粘度计来说，就是一个常数，因此可知平均的表观粘度ηa 和平均的剪应力τ成正比。
在平均的剪切应力τ作用下，将会产生阻碍转子转动的转矩，其关系式如下： SL M ∙=τ 式中：M 为转矩；τ为平均剪应力；S 为转子表面积；L 为平均的力臂长。
门尼粘度计的构成原理是怎样的
门尼粘度计的构成原理是怎样的什么是门尼粘度计门尼粘度计（Ménière Viscosimètre）是由法国工程师门易耳（Ménière）于1868年发明的一种衡量液体粘度的仪器，通常用于工业和化学实验室中。
门尼粘度计通过衡量液体在固定温度下相对运动的阻力来测量液体的粘度。
门尼粘度计主要由外筒、内筒、转子和读数器构成。
外筒与内筒门尼粘度计主要由两个圆柱体组成，分别是外筒和内筒。
外筒为不动的固定圆筒，一般由透明玻璃或塑料制成。
而内筒为旋转的圆筒，通常由不锈钢制成。
液体置于两筒之间，内筒转动时，液体随之旋转，产生摩擦力，外筒对内筒旋转施加阻力。
转子转子位于内筒中心，并且与内筒保持相同轴向。
它通常是T形或S形的，并且可以用来调整测量区域的深度。
读数器读数器是一个指针或数字显示器，用于测量内筒旋转的角度。
门尼粘度计的工作原理门尼粘度计利用牛顿定律来测量液体的粘度。
牛顿定律指出，液体在相对运动时受到的阻力与两个物体间的相对速度成正比。
门尼粘度计将液体置于外筒和内筒之间。
内筒旋转时，液体与内筒轴向的相对运动产生摩擦力，摩擦力导致内筒旋转速度降低。
测量内筒旋转的阻尼力可以计算出液体的粘度。
门尼粘度计并不适用于所有种类的液体。
它适用于那些受牛顿定律支配的液体，即流体的粘度不随剪切速率变化。
门尼粘度计的优缺点优点门尼粘度计可以测量广泛范围内的液体，包括化学制剂、涂料、油脂和食品材料。
它还可以在不同温度和各种参数下进行测量。
该仪器操作简单，易于维护，而且价格相比其他仪器较为便宜。
缺点门尼粘度计并不适用于所有种类的液体。
它只能测量牛顿流体的粘度，即粘度随剪切速率保持恒定的液体。
在测量非牛顿流体粘度时，可能会导致不精确的结果。
此外，门尼粘度计还具有读数精度有限的缺点。
当液体过于粘稠时，转子容易卡住而无法转动，导致测量失败。
总结门尼粘度计是一种广泛使用的液体粘度仪器，其主要构成包括外筒、内筒、转子和读数器。
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实验五门尼粘度
Determination of Mooney viscosity
一．实验目的
1．深刻理解门尼粘度的物理意义。
2．了解门尼粘度仪的结构及工作原理。
3．熟练掌握门尼粘度仪的操作。
二．实验仪器
门尼粘度实验是用转动的方法来测定生胶、未硫化胶流动性的一种方法。
在橡胶加工过程中，从塑炼开始到硫化完毕，都与橡胶的流动性有密切关系，而门尼粘度值正是衡量此项性能大小的指标。
近年来门尼粘度计在国际上成为测试橡胶粘度或塑性的最广泛、最普及的一种仪器。
本实验所用设备是由优肯科技股份有限公司制造的EK-2000M型门尼粘度仪。
图5-1 EK-2000M型门尼粘度仪
三．实验原理
工作时，电机→小齿轮→大齿轮→蜗杆→蜗轮→转子，使转子在充满橡胶试样的密闭室内旋转，密闭式由上、下模组成，左上、下模内装有电热丝，其温度可以自动控制。
转子转动时，转子对腔料产生力矩的作用，推动贴近转子的胶料层流动，模腔内其它胶料将会产生阻止其流动的摩擦力，其方向与胶料层流动方向相反，此摩擦力即是阻止胶料流动的剪切力，单位面积上的剪切力即剪切应力。
与切变速率、粘度存在下述的关系，即适合非牛顿流动的幂指经验公式：
∙
τ
=nγ
K
τ—剪切应力；∙γ—切变速率；K —流动粘度；n —流动指数（在一定的γ和温度下是常数）。
为了讨论问题方便起见，将上式改写成下面的形式：
∙K =n γτ=∙∙-K γγ
1n τ/∙γ=∙-K 1n γ 设ηa=τ/∙γ=∙-K 1n γ 则τ=ηa ∙
γ
在模腔内阻碍转子转动的各点表观粘度ηa 以及切变速率∙γ值是随着转动半径不同而有异，故须采用统计平均值的方法来描述ηa 、τ、∙
γ，由于转子的转速是定值，转子和模腔尺寸也是定值，故∙γ的平均值对相同规格的门尼粘度计来说，就是一个常数，因此可知平均的表观粘度ηa 和平均的剪应力τ成正比。
在平均的剪切应力τ作用下，将会产生阻碍转子转动的转矩，其关系式如下： SL M ∙=τ 式中：M 为转矩；τ为平均剪应力；S 为转子表面积；L 为平均的力臂长。
转矩M 通过蜗轮，蜗杆推动弹簧板，使它变形并与弹簧板产生的弯矩和刚度相平衡，从材料力学可知，存在以下关系：
εωωσE Fe M ===
式中：F 为弹簧板变形产生的反力；e 为弹簧板力臂长；ω为抗变型断面系数；σ为弯曲应力；ε为弯曲变形量；E 为杨氏模量。
由上式可知，ω和E 都是常数，所以M 与ε成正比。
综上所述，由于ετη∝∝∝M a ，所以可利用差动变压器或百分表测量弹簧板变形量，来反映胶料的粘度大小。
四．试样准备
1．胶料加工后在实验室条件下停放2小时即可进行实验，但不准超过10天。
2．从无气泡的胶料上裁取两块直径约45毫米、厚度约3毫米的橡胶试样，其中一个试样的中心打上直径约8毫米的圆孔。
3．试样不应有杂质、灰尘等。
五．操作步骤
1．将主机电源及马达电源开启，打开电脑，启动测试程式。
2．设定测试条件。
3．将实验胶料放入模腔内，压下合模按钮至上模下降，开始实验。
4．测试完毕，压下开模按钮，打开模腔取出试样，打印实验数据。
5．实验完毕，结束程式，关掉电源，清洁现场。
六．实验结果的表示法及曲线分析
1．一般以转动4分钟的门尼粘度值表示试样的粘度，并用ML1+4100表示。
其中：M—门尼粘度值；L—表示用大转子；1—表示预热1分钟；4—表示转动4分钟；100℃—表示实验温度为100℃。
2．读数精确到0.5个门尼粘度值，实验结果精确到整数位。
3．用不少于两个试样实验结果的算术平均值表示样品的粘度（两个试样结果的差不得大于2个门尼粘度值，否则应重复实验）。
4．记录曲线的分析
记录仪所记录的是门尼粘度与时间的关系曲线，如图1所示：
min）
图5-2 门尼粘度-时间曲线
七.实验报告
实验报告应包括下列内容：
1．实验样品的详细说明和标志，包括：
1）来源；
2）如为混炼胶，则报告混炼胶的详细情况。
2．试样制备的详细情况。
3．所用仪器的详细情况，包括：
1）所用仪器型号及仪器的制造厂名；
2）转子规格（大转子或小转子）。
4．实验条件的详细说明，包括：
1）实验温度；
2）预热时间（如果不是1min）；
3）运转时间；
4）模腔闭合力（如果不是11.5KN）。
5．门尼值。
6．实验日期。
7．分析影响实验结果的因素。