Un viscosímetro Mooney o viscosímetro de disco giratorio es un instrumento utilizado para medir la viscosidad Mooney de los cauchos . [1] Inventado en la década de 1930 por Melvin Mooney , [2] contiene un husillo giratorio y matrices calentadas , la sustancia encierra y desborda el husillo y la viscosidad Mooney se calcula a partir del par en el husillo. [1] [3] [4]
El principio de funcionamiento del viscosímetro Mooney consiste en la medición del par necesario para hacer girar un disco en una cámara cilíndrica llena del compuesto de caucho que se va a vulcanizar. Un número proporcional al valor de este par se toma como índice de viscosidad (viscosidad Mooney) y se expresa en unidades Mooney arbitrarias.
El compuesto de caucho se introduce bajo presión en la cámara de prueba, formada por dos mitades. En el interior de la cámara de prueba se hace girar un disco mediante un motor. Para evitar que el caucho resbale durante la determinación, tanto las paredes de la cámara como la superficie del rotor están estriadas.
La conversión del par en unidades de viscosidad se realiza mediante un resorte plano calibrado anclado al eje del disco giratorio. Las deformaciones del eje se transmiten a la escala indicadora. La elasticidad del resorte se elige de manera que a un par de 84 daN.cm correspondan 100 unidades de viscosidad. La cámara se calienta eléctricamente y la temperatura se mantiene constante dentro de 0,5 grados C.
El compuesto de caucho, incluido el sistema de vulcanización, se moldea en el molino en láminas de 6 a 8 mm de espesor. Se cortan muestras redondas de 45 mm de diámetro de las láminas. Las muestras se perforan en el medio para permitir el paso del eje del rotor. Antes de comenzar la medición, el instrumento se calienta hasta 118 grados C. Después de introducir la muestra, tarda un minuto en alcanzar el equilibrio térmico y luego se pone en marcha el rotor.
El valor de la viscosidad Mooney disminuye al principio, debido a la disminución de la viscosidad del compuesto a medida que aumenta la temperatura. Después de unos 4 minutos, se alcanza un valor mínimo, que se mantiene constante durante un tiempo. Este valor se indica como MV. Después de un cierto período de tiempo, comienza la vulcanización y la viscosidad Mooney aumenta.
En la curva obtenida se indican los siguientes valores:
Tiempo óptimo de vulcanización a la temperatura experimental empleada (arriba), que se puede calcular con la relación:
donde tMV es el intervalo de tiempo, medido desde el inicio del rotor hasta que la viscosidad Mooney alcanza el valor MV.
Utilizando la pendiente de la curva, se puede determinar la tasa de vulcanización.
Si continúa la vulcanización, la viscosidad Mooney se vuelve prácticamente constante en muchos casos con el tiempo. Si se supera el tiempo de meseta, se produce una reversión en el caucho natural o un curado excesivo en elastómeros sintéticos.