[發(fā)明專利]一種炭黑在橡膠中分散性的測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810805764.6
• 申請日: 2018-07-20
• 公開（公告）號: CN109087288B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳建;辜其隆;譚蘇蕓;劉莎;龔勇
• 申請（專利權(quán)）人: 四川理工學(xué)院
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/155;G06T7/90
• 代理公司: 重慶博凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50212
• 代理人: 李海華

本發(fā)明公開了一種炭黑在橡膠中分散性的測量方法，包括如下步驟：采用冷凍超薄切片機(jī)對橡膠進(jìn)行切片制得平整截面，再將所述平整截面進(jìn)行AFM掃描獲得相圖，然后將所述相圖轉(zhuǎn)換為二值化圖像作為膨脹處理的原始圖像；最后將所述原始圖像膨脹不同像素點得到炭黑聚集體距離。本發(fā)明具有檢測方法簡單易行、成本低廉，檢測結(jié)果精確度高、準(zhǔn)確性好、穩(wěn)定性好，可以作為標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，具有良好的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及炭黑的檢測方法技術(shù)領(lǐng)域，特別的涉及一種炭黑在橡膠中分散性的測量方法。

背景技術(shù)

炭黑是由氣態(tài)、液態(tài)烴類等物質(zhì)經(jīng)不完全燃燒或裂解生成，它最早出現(xiàn)在我國3000多年以前，主要應(yīng)用于油墨領(lǐng)域。現(xiàn)在炭黑的種類繁多，其中90％以上是用于橡膠行業(yè)，其余則用于涂料、塑料以及導(dǎo)電劑等行業(yè)。它主要作為橡膠的補(bǔ)強(qiáng)劑和填充劑，可以提高橡膠的拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度及耐磨耗等性能。炭黑在橡膠中的分散度的高低直接影響到膠料的物理機(jī)械性能和后續(xù)加工性能，乃至橡膠產(chǎn)品質(zhì)量和使用壽命。因此，炭黑在橡膠中的分散性是評價炭黑性能的重要指標(biāo)。

測定炭黑的分散度主要是通過人工識別，即研究者根據(jù)觀察或拍攝到的圖像與已有的標(biāo)準(zhǔn)圖像進(jìn)行對比來判斷。我國橡膠行業(yè)制定了GBT6030-2006標(biāo)準(zhǔn)，即《橡膠中炭黑及炭黑/二氧化硅分散得評估-快速比較法》，規(guī)定了評估橡膠中炭黑和炭黑/二氧化硅的宏觀分散程度的定性、快速比較的目測試驗方法并確立了一套分為1～10級標(biāo)準(zhǔn)圖片來定級。但是，這不能避免人的主觀因素，使得測定的分散精度低，工作量大，并且得到的數(shù)據(jù)不穩(wěn)定。而自動識別主要通過采用圖像處理技術(shù)和分散度識別軟件，實現(xiàn)對炭黑分散度等級自動判別，雖然其判別方法更為高效，但是不能顯示出不同炭黑在橡膠中的分散性而且不夠穩(wěn)定。

為了解決上述問題，WANG.C.C在測試炭黑聚集體間距將所有的炭黑聚集體一步步像素擴(kuò)大，即每一次膨脹都是在前一次膨脹結(jié)束后得到的圖像的基礎(chǔ)上進(jìn)行膨脹，計算每一步炭黑聚集體的數(shù)量，即可得到炭黑聚集體的間距，本文中將這種方法又稱為逐步膨脹法，簡稱逐步法。但該方法由于將所有聚集體一步步擴(kuò)大會造成比較大的誤差，特別是多次膨脹后得出的聚集體間距與實際聚集體間距差距較大。因此，對炭黑分散度的定量分析以及提高分散度的穩(wěn)定性和精確度仍然是目前深入研究的課題和發(fā)展方向。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種炭黑在橡膠中分散性的測量方法，解決現(xiàn)有炭黑分散度的測量方法存在穩(wěn)定性和精確度不佳的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：一種炭黑在橡膠中分散性的測量方法，包括如下步驟：采用冷凍超薄切片機(jī)對橡膠進(jìn)行切片制得平整截面，再將所述平整截面進(jìn)行AFM掃描獲得相圖，然后將所述相圖轉(zhuǎn)換為二值化圖像作為膨脹處理的原始圖像；最后采用一步法得到炭黑聚集體距離，所述一步法是將所述原始圖像中所有炭黑聚集體同時向周圍膨脹不同像素點，具體包括如下步驟：

1)檢測原始圖像中炭黑聚集體個數(shù)；

2)將原始圖像中所有炭黑聚集體同時向周圍膨脹1個像素點后，檢測膨脹后圖像中炭黑聚集體相對于原始圖像減少的個數(shù)，即為炭黑聚集體距離為2倍膨脹像素的個數(shù)；

3)將原始圖像中所有炭黑聚集體同時向周圍膨脹2個像素點后，檢測膨脹后圖像中炭黑聚集體相對于前一步驟減少的個數(shù)，即為炭黑聚集體距離為2倍膨脹像素的個數(shù)；

4)重復(fù)步驟3)每次多膨脹1個像素點，直至炭黑聚集體變?yōu)?個為止，即得到所有炭黑聚集體距離。