Wallace塑性计介绍

一、概述

Wallace塑性计是一种用于测量天然橡胶和未硫化橡胶塑性值（P₀）及塑性保持率（PRI）的专业检测设备，广泛应用于橡胶工业的质量控制与性能评估。其核心功能是通过标准化的温度、压力和时间条件，快速测定橡胶材料的可压缩性及抗氧化性能，为橡胶生产和贸易提供关键技术指标。

二、工作原理

1. 塑性值（P₀）测定

将圆柱形试样置于两平行板之间，先压缩至1mm厚度并保持15s以达到温度平衡，随后施加100N±1N恒定压力，15s后测量试样厚度变化，该厚度值即为塑性值P₀，精度达0.01mm。

2. 塑性保持率（PRI）测定

o 将同一试样分为两组：一组直接测P₀，另一组在140±0.2℃老化箱中处理30min后测P₃₀。

o 计算公式：

[\text = \frac}} \times 100%]

其中(P_)为老化前塑性中值，(P_)为老化后塑性中值。PRI值越高，橡胶抗氧化性能越好。

三、主要结构与技术参数

（一）核心组成

· 主机：含温控系统、加压装置、位移测量机构及PLC控制系统。

· 老化箱：用于试样老化处理，控温精度140±0.2℃，计时30min±5s。

· 辅助设备：裁刀切片机、测厚计、数据采集模块（可选）。

（二）关键技术指标

四、功能特点

1. 高精度控制

o 采用PID温控系统，温度波动≤±0.5℃；砝码杠杆加载替代弹簧加压，避免压力漂移。

o 位移测量采用电子数显百分表，数据精度达0.01mm。

2. 自动化与智能化

o PLC控制与触摸屏操作，支持自动计时、数据存储及报表打印。

o 支持60-180℃变温测试，可替代门尼黏度计进行低成本流动性分析。

3. 高效与便捷性

o 老化箱可同时处理多组试样，升温快且独立计时。

o C形框架设计便于样品取放，LCD屏实时显示操作指引。

五、执行标准

· 国际标准：ISO 2007、ISO 2930

· 标准：GB/T 3510、GB/T 3517、HG/T 2068

· 其他标准：ASTM D3194、BS 903: Pt. A59

六、应用领域

1. 天然橡胶质量检测：PRI值是国际橡胶贸易中的关键指标，用于评估生胶抗氧化能力。

2. 未硫化混炼胶性能评估：通过P₀值监控加工过程中的可塑性，优化生产工艺。

3. 防老剂效果验证：PRI值可直接反映防老剂的防护效率。

七、实际应用：

1.橡胶制品生产的全流程工艺优化

混炼胶加工窗口的精准控制

轮胎行业：轿车子午线轮胎胎面胶的P₀值需控制在38±2mm，以确保挤出工艺中胶料的流动性与挺性平衡。偏差超过±3mm会导致胎面花纹缺胶或尺寸超差。

密封件行业：汽车油封胶料要求P₀值稳定在45-50mm，通过塑性计监控混炼时间（通常3-5分钟）和温度（100-110℃），避免焦烧或分散不均。

硫化体系配方验证

对未硫化胶进行P₀和PRI双指标测试，可快速评估硫化剂（如硫磺）、促进剂（如CBS）和防老剂（如4020）的配比效果。

实验数据：添加2.5 phr防老剂RD的天然橡胶，PRI值可达75%，较未添加组（PRI≈40%）提升87.5%，对应成品使用寿命延长2-3倍。

2.特定行业的定制化应用

航空航天领域

用于检测氟橡胶、硅橡胶等特种胶料的高温塑性保持率。例如：航天密封圈用硅橡胶需在200℃老化后PRI≥50%（常规检测条件为140℃），部分塑性计（如GOTECH GT-7040-M）支持自定义老化温度。

医疗制品领域

一次性注射器活塞用丁基橡胶，要求P₀值≤30mm以确保穿刺力稳定，同时PRI≥65%以避免长期储存后的性能衰减。

GB/T 3510-2023 未硫化橡胶 塑性的测定 快速塑性计法