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橡膠噴霜原因及其預(yù)防

發(fā)布時(shí)間:2015-01-08 19:30:33   人瀏覽 來(lái)源: 橡膠技術(shù)網(wǎng)

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   在橡膠制品質(zhì)量方面,表面噴霜是一種較嚴(yán)重且較常見(jiàn)的外觀質(zhì)量問(wèn)題,因此對(duì)橡膠噴霜問(wèn)題的探討就顯得十分必要。(注,本文所討論的硫化劑多為硫磺,但像BIPB.TAIC等其他硫化劑如操作不當(dāng),同樣會(huì)造成噴霜現(xiàn)象。)1: 橡膠噴霜的原因橡膠噴霜是由于橡膠內(nèi)部配合劑達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài)后,橡膠近表層的配合劑首先析出,再由內(nèi)層向表層遷移析出,當(dāng)配合劑在橡膠中降低到其飽和狀態(tài)時(shí),析出過(guò)程才告結(jié)束。使配合劑達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài),導(dǎo)致橡膠噴霜的主要原因有:膠料配方設(shè)計(jì)不當(dāng),工藝操作不妥,原材料質(zhì)量波動(dòng),貯存條件差,制品欠硫、制品老化等。

  2: 橡膠噴霜的形式
  橡膠有未硫化橡膠(以下稱膠料)和硫化橡膠(以下稱制品)之分,橡膠噴霜就包括膠料表面噴霜和制品表面噴霜。噴霜(bloom)是液體或固體配合劑由橡膠內(nèi)部遷移到橡膠表面的現(xiàn)象。因此橡膠內(nèi)部配合劑析出,就形成了噴霜。對(duì)橡膠噴霜的形式歸納起來(lái),大體分為三種。即噴粉、噴蠟、噴油(也稱滲出)。
  噴粉是硫化劑、促進(jìn)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?zāi)ぁ娪褪擒浕瘎、增粘劑、?rùn)滑劑、增塑劑等液態(tài)配合劑析出在橡膠表面,而形成一層油狀物。在實(shí)踐中,橡膠表面噴霜的形式有時(shí)是以一種形式出現(xiàn),有時(shí)卻是以兩種或三種形式同時(shí)出現(xiàn)。
  3: 可能形成橡膠噴霜的操作
  3a 配方設(shè)計(jì)不當(dāng)
  配方設(shè)計(jì)不當(dāng)主要指配合劑在橡膠中的用量超過(guò)其最大使用量。在一定條件下(主要是溫度,其次是壓力)一般配合劑在橡膠中都有一定的溶解度,達(dá)到配合劑溶解度的配合量稱為配合劑的最大使用量。配方設(shè)計(jì)時(shí),配合劑用量超過(guò)其最大使用量,配合劑就不能完全溶解在橡膠中,使得配合劑在橡膠中達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài),由于配合劑在橡膠中最終要達(dá)到飽和狀態(tài),在趨于飽和狀態(tài)過(guò)程中,超量使用的、不能溶解的配合劑便要析出,而在橡膠表面形成噴霜。
  通常情況下,配方設(shè)計(jì)不當(dāng)容易造成噴霜的配合劑有:硫黃硫化劑。硫化劑:二硫化二苯并噻唑(DM)、二硫化四甲基秋蘭姆(TMTD)、2一硫醇基苯并噻唑(M)、一硫化四甲基秋蘭姆(TMTM)、乙撐硫脲(NA 22)等。防老劑:N-苯基-β-萘胺(D)、N, N'一二苯基對(duì)苯二胺與苯基分萘胺混合物(H ) . N-環(huán)己基-N'一苯基對(duì)苯二胺(4010) , N, N'二(β-萘基)對(duì)苯二胺(DNP)、2一硫醇基苯并咪唑(MB)、石蠟等。增塑劑:機(jī)油、酯類油等;钚詣貉趸\、硬脂酸等。填充劑:輕鈣、碳酸鎂等。防焦劑:N-環(huán)己基硫代鄰苯二甲酞亞胺(CTP)等。還有一些其它配合劑。
  3b 工藝操作不當(dāng)
  膠料生產(chǎn)時(shí),首先配合劑稱量要準(zhǔn)確,以免造成多配,使得配合劑的用量超過(guò)其在橡膠中的最大用量,并造成噴霜。其次,要按工藝操作充分壓合,以免造成搗膠不均,配合劑分散不勻,使得配合劑在膠料中局部濃度過(guò)大,達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài),而造成噴霜。再者,加入硫黃時(shí),膠溫、輥溫不要過(guò)高,由于硫黃在橡膠中的溶解度隨溫度升高而增大,硫黃溶解度增大,其在橡膠中的溶解速度加快,就容易引起分布不均,使得硫黃在膠料中局部含量多,局部含量少。待膠料冷卻后,硫黃在膠料中的溶解度下降,膠料中局部含量過(guò)多的硫黃,便達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài),就造成噴霜,此種噴霜也稱噴硫。
  3c 原材料質(zhì)量波動(dòng)
  橡膠工業(yè)原材料包括兩大類,即生膠和配合劑。不同的配合劑在同一種生膠中有著不同的溶解度,同一種配合劑在不同的生膠中也有著不同的溶解度,就是在同一類生膠中,由于其共聚組分比不同、門尼粘度不同、污染非污染之分而形成的不同規(guī)格中同一配合劑的溶解度也不同,即使產(chǎn)品樣本上數(shù)據(jù)幾乎相同的生膠,因生產(chǎn)廠家所采取的工藝不同、合成單體的差異、制造批量的不同,而使同一配合劑的溶解度也不同。
  生膠質(zhì)量發(fā)生波動(dòng)就會(huì)引起生膠極性、結(jié)晶性、分子結(jié)構(gòu)、分子量分布、門尼粘度,灰分、揮發(fā)分、物理性能等發(fā)生變化。由于配合劑在生膠中的溶解度主要取決于生膠和配合劑的結(jié)構(gòu)與性能,那么生膠質(zhì)量發(fā)生波動(dòng)就會(huì)影響配合劑的溶解度。如果造成配合劑溶解度下降,便會(huì)發(fā)生噴霜現(xiàn)象。
  橡膠用配合劑大都屬于工業(yè)品,純度不高其成分與我們通常所說(shuō)的化學(xué)藥品有很大不同。硫化促進(jìn)劑和防老化劑等化學(xué)成分不管怎樣說(shuō)還是比較清楚的,而其它配合劑卻是很粗制的。例如,橡膠用硬脂酸是一種混合脂肪酸,不是純粹的硬脂酸,它只相當(dāng)于十六烷酸(軟脂酸)和油酸的混合物。氧化鋅、氧化鎂和炭黑等其它物質(zhì)在制造中混入很多雜質(zhì)。輕鈣、陶土等物質(zhì)因產(chǎn)地材質(zhì)不同、制法不同、工藝不同、批量不同而有很大差別。配合劑質(zhì)量發(fā)生波動(dòng)就會(huì)引起其純度、水分、灰分、pH值、物理性能等發(fā)生變化,這些因素影響著其在橡膠中的溶解度。如果溶解度下降,配合劑便會(huì)發(fā)生噴霜。
  3d 儲(chǔ)存條件差
  配合劑在橡膠中的溶解度是在一定條件下測(cè)定或計(jì)算的。配合劑在橡膠中的溶解度除與配合劑和生膠兩者的化學(xué)結(jié)構(gòu)、極性、結(jié)晶性、分子量大小及分布、溶解度或溶解度參數(shù)等有關(guān)外,還與貯存時(shí)的溫度、壓力、濕度、時(shí)間有關(guān)。
  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。因此,橡膠在儲(chǔ)存和使用時(shí)的溫度高于標(biāo)準(zhǔn)溫度,配合劑的用量就可能達(dá)到最大用量;而在低于標(biāo)準(zhǔn)溫度時(shí)就不能用到最大用量,否則橡膠表面就會(huì)出現(xiàn)噴霜。硫黃在不同的生膠中有著不同的溶解度,都隨著溫度的升降而升降。
  可見(jiàn),溫度對(duì)配合劑的溶解度影響很大,直接影響著橡膠表面噴霜。
  橡膠儲(chǔ)存時(shí)所受的壓力、周圍空氣的濕度以及時(shí)間對(duì)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(huì)形成晶核,析出于橡膠表面,形成噴霜;如果空氣的濕度過(guò)大,橡膠中極性大的配合劑對(duì)生膠(非極性)的作用減弱,配合劑溶解度下降,從而導(dǎo)致噴霜;儲(chǔ)存時(shí)間越長(zhǎng),橡膠表面噴霜越明顯,由于儲(chǔ)存環(huán)境中空氣的溫度和濕度隨著季節(jié)的變化而不同,并且差別較大,極易造成配合劑的溶解度發(fā)生變化,從而導(dǎo)致噴霜。


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