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    三元乙丙橡膠密封條噴霜的研究

    2017-11-09  來自: 山東秀誠化工有限公司 瀏覽次數:1915

    噴霜是橡膠加工過程中常見的質量問題,它是指未硫化膠或硫化膠中所含的配合劑遷移到表面并析出的現象。有時,這種噴出物呈霜狀結晶物,故習慣上稱噴霜。

    橡膠表面噴霜,不但影響制品的外觀質量和使用壽命,而且也影響膠料半成品的加工性能和工藝性能,同時給企業也造成一定的經濟損失,對企業的聲譽帶來難以估量的損害。因此,配方設計人員,工藝制訂人員在設計配方、制訂工藝時要充分考慮生膠特性、配合劑性能和用量,工廠的加工條件、儲存環境,制品的存放周期、使用條件等等;生產操作人員一定要按照工藝規程進行操作;采購人員要按照配方設計中所要求的材料產地、標準進行組織,使橡膠各種性能達到或接近配方設計時的水平,以便避免橡膠噴霜等質量問題的發生。

    噴霜對橡膠確有百害”,但也有一利。有些制品表面往往需要噴出石蠟,形成一層蠟狀膜,隔離空氣的接觸,避免制品表層發生氧化,起到防止老化的作用。有些膠料表面要求噴出一定的粉、油、蠟、防止膠片相互粘連,起到隔離劑的作用,減少隔離劑的使用,有利工人操作和身體健康,減少灰塵飛揚,有利環境保護。

    對橡膠噴霜的形式歸納起來,大體分為三種:噴粉、噴蠟、噴油(也稱滲出)。

    噴粉是硫化劑、促進劑、活性劑、防老劑、填充劑等粉狀配合劑析出在橡膠表面,而形成一層粉狀物。

    噴蠟是石蠟、地蠟等蠟狀物析出在橡膠表面,而形成一層蠟膜。

    噴油是軟化劑、增粘劑、潤滑劑、增塑劑等液態配合劑析出在橡膠表面,而形成一層油狀物。

    橡膠表面噴霜的形式有時是以一種形式出現,有時卻是以兩種或三種形式同時出現。      
    (1)配方設計不當: 
            飽和噴出:常見于硫磺,促進劑,活性劑,防老劑    
            遷移噴出:常見于加工助劑,遷移性防老劑.抗靜電劑    
            生成噴出:常見于硫磺硫化體系中促進劑并用反應生成物   
            反應滯留:常見于有機過氧化物硫化體系低分子物質過量   
            應力噴出:常見于無機填料:如碳酸鈣    
    (2)工藝操作不當 
          混煉不均造成分散不良,局部超過飽和度     
          煉膠溫度過高,使配合劑局部過量     
          稱量不準確(多稱,少稱,漏稱,錯稱)     
          硫化溫度過高,高分子降解造成噴霜     
          硫化溫度過低,造成反應不完全而發生的欠硫噴霜    
          硫化時間不夠,造成欠硫噴霜     
          噴灑的脫模劑或洗模水操作不當,造成橡膠表面發白現象 
    (3)原材料質量波動 
       因產地材質不同、制法不同、工藝不同、批量不同原材料有很大差別,生膠的合成工藝:聚合溫度,催化劑,合成單體等的差異,引起溶解度的不同.純度、水分、灰分、pH值、物理性能等發生變化 
    (4)儲存條件差 
       溫度:配合劑在橡膠中的溶解度一般都是隨著溫度的升降而升降 
    時間(壓力\濕度):橡膠儲存時所受的壓力、周圍空氣的濕度以及時間對配合劑的溶解度也有影響,一般情況下影響不大。但是,如果壓力較大,受壓部位橡膠中的配合劑就會形成晶核,析出于橡膠表面,形成噴霜;如果空氣的濕度過大,橡膠中極性大的配合劑對生膠(非極性)的作用減弱,配合劑溶解度下降,從而 導致噴霜;儲存時間越長,橡膠表面噴霜越明顯,由于儲存環境中空氣的溫度和濕度隨著季節的變化而不同,并且差別較大,極易造成配合劑的溶解度發生變化,從而導致噴霜。     
    (5)橡膠老化 
        橡膠老化大都導致硫化膠完整的均衡的網狀結構發生破壞,從而也破壞了橡膠體系內各種配合劑與生膠分子以及配合劑之間的化學的或物理的結合,降低了配合劑在橡膠體系內的溶解度。因此,那些局部處于過飽和狀態的配合劑便會從橡膠中游離析出,形成噴霜。

    6)欠硫化

    配合劑在橡膠中的溶解度隨著制品硫化程度的深淺而不同。一般在制品達到正硫化時配合劑則達到溶解度。這是因為在硫化交聯過程中化學鍵(C-SX-C、C-S-C、C-C、C-O-C)的形成,加強了配合劑與生膠分子之間以及配合劑之間的化學結合或物理結合過程,這有利于配合劑在橡膠中的溶解;其次配合劑參與化學鍵形成的反應或其它副反應,減少了配合劑的含量,降低了配合劑的濃度。所以,制品欠硫就會導致配合劑的溶解度下降使橡膠表面出現噴霜。

    (7)       對某一件特定的橡膠制品而言,一旦膠種選定,余下的工作便是如何選擇配合劑

    目前可供選擇的橡膠配合劑品種繁多,硫化劑、促進劑、活性劑、防老劑、加工助劑等都各自有幾大類,幾十小類,在這樣五花八門的品種中,選出適合產品需要的配合劑,才能滿足產品的要求,得到合格的產品。在橡膠配方中如何選擇配合劑便是一項重要的工作。以防老劑為例對苯二胺類防老劑有極好的抗氧、抗臭氧與抗曲撓龜裂效果,但易噴霜,而不噴霜的防老劑RD抗曲撓龜裂性能較差,但具有優良的抗熱氧老化性能,這與防老劑的結構有密切關系。當防老劑在橡膠中溶解度小、易分散和易遷移時,這類防老劑有優良的動態防護效能和抗臭氧效果,當防老劑分子量大,在橡膠中難遷移時,這類防老劑則有優良的抗熱氧老化能力和的防老效果。

    橡膠常用的促進劑有噻唑類、胍類、秋蘭姆類和次磺酰胺類等,在橡膠配方中往往采用多種促進劑并用,這種并用既可以調節硫化膠的交聯結構,也可以防止單一促進劑用量過大造成的噴霜。通常促進劑DM和促進劑D在橡膠中的溶解性較好,不易噴出,而促進劑TMTD用量在2.5份以上時容易噴出,促進劑M用量大時會促進硫黃的噴出?;钚詣┯仓崤c氧化鋅作用會形成硬脂酸鋅,而硬脂酸鋅在BR中溶解度小,容易噴出,硬脂酸用量不宜超過2,對于使用超細的活性氧化鋅,氧化鋅反應活性大,其用量和硬脂酸的用量都要相應減少,以避免生成過量的硬脂酸鋅。

    對于加工助劑引起的噴霜,一般說來,液體軟化劑遷移到膠料或硫化膠的表面稱為滲出,其原因與噴霜產生的原因相同,是由于橡膠基體與配合劑相容性不好的結果。乙丙橡膠與環烷系油相容性性好,雜環結構有溶解硫黃、硬脂酸的能力,能減少噴霜現象。與橡膠相容性好的加工助劑還能減少其它配合劑的噴霜,如氯丁橡膠中添加DOP,可抑制防老劑的噴出。

    硫黃、防老劑、促進劑、硬脂酸等如用量不當或在膠料中分散不勻,經硫化后,都有噴霜可能,這是因為混煉不均造成膠料局部配合劑濃度過高所致,所以長期存放的硫黃、促進劑、防老劑發生結塊要過篩處理,以保證混煉分散均勻。硫化不足也是噴霜的重要原因之一,在欠硫情況下,部分硫黃、促進劑或它們的中間產物沒有與橡膠結合,在橡膠中呈游離狀態,這些游離的配合劑會導致硫化膠產生噴霜。在透明橡膠鞋底生產中,少量的噴霜對產品的外觀影響很大,所以對透明鞋底的生產,膠料混煉要均勻,要嚴格控制硫化工藝條件,防止欠硫現象的發生,以免造成大底噴霜而影響透明。對于已噴霜的鞋底,可進行二次硫化處理,其目的也是讓未反應的交聯劑充分反應,提高交聯密度,減少橡膠中的游離配合劑。

    關鍵詞: 噴霜   阻燃劑