2橡膠蒙砂的形式
橡膠可分為未硫化橡膠(以下簡稱混煉膠)和硫化橡膠(以下簡稱產品)。橡膠結霜包括膠料表面結霜和產品表面結霜。起霜是液體或固體配合劑從橡膠內部遷移到橡膠表面的現象。可以看出,橡膠中的配合劑析出,從而形成霜花。綜上所述,橡膠結霜的形式大致可以分為三種。即噴粉、噴蠟、噴油(也稱滲出)。
粉末噴塗是將硫化劑、促進劑、活化劑、抗氧劑、填料等粉末添加劑沈澱在橡膠表面形成壹層粉末。噴蠟是石蠟、地蠟等蠟狀物沈澱在橡膠表面形成蠟膜。噴油是將軟化劑、增粘劑、潤滑劑、增塑劑等液體添加劑沈澱在橡膠表面,形成壹層油。
在實踐中,橡膠表面結霜的形式有時以壹種形式出現,但有時同時以兩種或三種形式出現。
3橡膠結霜的原因
橡膠結霜是由於橡膠中的配合劑達到過飽和狀態後,橡膠表層附近的配合劑首先析出,然後從內層向表層遷移,當配合劑在橡膠中還原到飽和狀態時,析出過程結束。導致橡膠結霜的主要原因有:膠料配方設計不當、工藝操作不當、原料質量波動、儲存條件差、產品缺硫、產品老化等。
3.1公式設計不當。
配方設計不當主要是橡膠中配合劑的用量超過了其最大用量。在壹定條件下(主要是溫度,其次是壓力),壹般的配合劑在橡膠中有壹定的溶解度,達到該溶解度的配合劑用量稱為配合劑的最大用量。在設計配方時,當配合劑的用量超過其最大用量時,配合劑不能完全溶解在橡膠中,這樣配合劑在橡膠中就會達到過飽和狀態。因為配合劑在橡膠中最終會達到飽和狀態,在接近飽和狀態的過程中,過量使用的不溶性配合劑會析出,在橡膠表面形成霜。,
通常由於配方設計不當而容易造成蒙砂的配合劑是硫化劑:硫磺。促進劑:二硫化二苯並噻唑(DM)、二硫化四甲基秋蘭姆(T MTD)、2-巰基苯並噻唑(M)、四甲基秋蘭硫化物(TMTM)、乙撐硫脲(NA 22)等。抗氧化劑:N-苯基-β-萘胺(D),N,N '二苯基對苯二胺和苯萘胺的混合物(H),N-環己基-N '苯基對苯二胺(4010),N,N '雙(β-萘基)對苯二胺(DNN)。增塑劑:機油、酯類油等。活性劑:氧化鋅、硬脂酸等。填料:輕鈣、碳酸鎂等。抗焦燒劑:N-環己基硫代鄰苯二甲酰亞胺(CTP)等。還有壹些其他的成分。
3.2工藝操作不當
在生產混煉膠時,應先準確稱量配合劑,以免過量配合,使配合劑用量超過其在橡膠中的最大用量,造成噴霜。其次,要按照工藝操作充分壓實,避免搗實不均勻,配合劑分散不均勻,使配合劑在復合物中的局部濃度過大,達到過飽和狀態,造成噴霜。再者,加硫時,膠料溫度和輥筒溫度不能太高,因為隨著溫度的升高,硫在橡膠中的溶解度增大,硫的溶解度增大,其在橡膠中的溶解速度加快,容易造成分布不均勻,使橡膠中硫的局部含量越來越少。橡膠冷卻後,橡膠中硫的溶解度降低,橡膠中硫的局部含量達到過飽和狀態,產生噴霜,也稱噴硫。
3.3原材料質量波動
橡膠工業的原料包括生膠和配合劑兩大類。不同的配合劑在同壹種生膠中的溶解度不同,同壹種配合劑在不同生膠中的溶解度也不同,即在同壹種生膠中,同壹種配合劑由於* * *聚合物組分比例不同,門尼粘度不同,出廠時有汙染和無汙染之分,在不同規格中的溶解度也不同。即使產品樣品中數據幾乎相同的生膠不同,也會因廠家采用的工藝不同、合成單體不同、制造批次不同而有所不同。
生膠質量的波動會引起生膠的極性、結晶度、分子結構、分子量分布、門尼粘度、灰分、揮發份和物理性能的變化。由於配合劑在生膠中的溶解度主要取決於生膠和配合劑的結構和性能,生膠質量的波動會影響配合劑的溶解度。如果復合劑的溶解度降低,就會出現結霜。
橡膠的配合劑大多屬於工業產品,純度不高。它們的成分與我們通常所說的化學物質非常不同。不管怎麽說,硫化促進劑、防老劑等化學成分還是比較明確的,其他成分都很粗糙。比如橡膠用的硬脂酸是混合脂肪酸,不是純硬脂酸,只相當於十六酸(棕櫚酸)和油酸的混合物。其他物質如氧化鋅、氧化鎂和炭黑在生產過程中會混入許多雜質。輕質碳酸鈣、粘土等物質由於產地原料不同、制備方法不同、工藝不同、批次不同,差別很大。配合劑質量的波動會引起其純度、水分、灰分、pH值和物理性質的變化,從而影響其在橡膠中的溶解性。如果溶解度降低,制劑就會起霜。
3.4惡劣的儲存條件
在壹定條件下,測定或計算了絡合劑在橡膠中的溶解度。配合劑在橡膠中的溶解度不僅與配合劑和生膠的化學結構、極性、結晶度、分子量大小及分布、溶解度或溶解度參數有關,還與貯存過程中的溫度、壓力、濕度和時間有關。
配合劑在橡膠中的溶解度壹般隨溫度的升降而升降。因此,橡膠在儲存和使用過程中的溫度高於標準溫度,配合劑的用量可能達到最大用量;但當溫度低於標準溫度時,不能使用最大用量,否則橡膠表面會結霜。
表1列出了100克不同生橡膠中常見配合劑硫的溶解量(克)。可以看出,硫磺在不同生膠中的溶解度不同,但都是隨溫度的升降而升降。
可以看出,溫度對配合劑的溶解度影響很大,直接影響橡膠表面的結霜。
橡膠在儲存過程中的壓力、周圍空氣的濕度和時間對配合劑的溶解性也有影響,但壹般情況下影響不大。但如果壓力較大,壓縮部分橡膠中的配合劑會形成晶核,沈澱在橡膠表面,形成噴霜;空氣濕度過高,橡膠中極性配合劑對生膠(非極性)的作用減弱,配合劑溶解度下降,導致噴霜;存放時間越長,橡膠表面噴霜越明顯。由於儲存環境中空氣的溫度和濕度隨季節變化,差異較大,容易改變復配劑的溶解度,導致噴霜。
產品硫缺乏
配合劑在橡膠中的溶解度隨產品的硫化程度而變化。壹般產品達到正硫化時,配合劑達到最大溶解度。這是因為化學鍵的形成(C-SX-C,C-S-C,C-C,C-O-C等。)在硫化交聯過程中加強了配合劑與生膠分子之間的化學或物理結合過程,有利於配合劑在橡膠中的溶解;其次,絡合劑參與了化學鍵形成的反應或其他副反應,降低了絡合劑的含量和濃度。因此,產品中缺硫會導致配合劑溶解度下降,橡膠表面噴霜。
橡膠老化
橡膠的老化大多導致硫化橡膠完整、平衡的網絡結構被破壞,也破壞了橡膠體系中各種配合劑與生膠分子和配合劑的化學或物理結合,降低了配合劑在橡膠體系中的溶解度。所以那些部分過飽和的成分會從橡膠中分離出來,形成蒙砂。
橡膠老化導致的結霜不同於其他類型的結霜。冬季和秋季氣溫低、濕度大時不易發生,夏季氣溫高、陽光暴曬時易發生。
4橡膠結霜的危害
橡膠表面結霜不僅嚴重影響產品的外觀質量,而且在壹定程度上影響橡膠產品的使用性能和壽命,還影響膠料的工藝性能和物理機械性能。
蒙砂首先影響橡膠的外觀質量和裝飾性能。噴粉後,橡膠表面會出現白色、黃色、灰色,有時還會出現亮點。註油後,橡膠表面會發黃、發藍、發熒光或無光澤。噴蠟後,橡膠表面會失去光澤,變白。
其次,噴霜會降低膠料在壓延過程中的表面粘度,給下道工序的粘接成型帶來困難,容易產生廢品;混煉膠擠出後,會影響半成品的外觀質量,降低混煉膠與骨架層的附著力,降低產品質量,縮短使用壽命。
結霜還會導致橡膠化合物燒焦和產品老化。如果硫化劑或促進劑是混煉膠表面蒙砂的主要成分,那麽混煉膠表面硫化劑或促進劑的含量很高,在混煉膠的儲存或生產過程中,由於熱量積累增加,容易燃燒。如果硫化不均勻,表面硫化程度高,但內部硫化程度低,使膠料的物理機械性能下降。如果產品表面結霜的主要成分是硫化硫,會加速產品的老化。因為硫在空氣氧化作用下會生成二氧化硫,二氧化硫和空氣中的水會生成亞硫酸和硫酸,由外向內腐蝕產品表面的粘合層。這加速了產品的老化,縮短了使用壽命。
結霜確實對橡膠有害,但也有好處。有些產品經常需要在表面噴塗石蠟,形成壹層蠟質膜,可以隔絕空氣的接觸,避免產品表面氧化,防止老化。有些混煉膠要求在表面噴塗壹定量的粉、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,有利於工人的操作和健康,減少粉塵飛揚,保護環境。/
防噴霜措施
橡膠表面結霜的成分往往很復雜,很少是單壹的。結霜中總有主次成分,因為橡膠中的配合成分相互作用。只要噴塗壹種配合劑,就會破壞整個配合劑在橡膠中的均勻性,產生濃度梯度,所以很容易隨著前壹種配合劑的噴塗而噴塗其他配合劑。因此,為了防止噴霜,首先要分析噴霜中的主要成分,然後根據噴霜的原因采取措施進行預防。
5 .1調整公式
結霜主要看橡膠的配方設計。如果配方設計時配合劑的用量超過橡膠中的最大用量,橡膠表面就會出現霜花。
5.1 .1絡合劑的極限用量
設計配方時,配合劑的用量必須限制在條件(包括溫度、壓力、介質、濕度等)允許的最大用量。)橡膠存放和使用時。為此我們可以參考表2和表3,選擇溶解度參數接近配方生膠的配合劑;或者幾種配合劑壹起使用。這樣既達到了同樣的效果,又避免了配合劑的結霜。
改進生膠的種類
同壹種配合劑在不同生膠中的溶解度不同,不同生膠的溶解度參數也不同。因此,在橡膠性能滿足使用要求的情況下,可以選擇溶解度高的生膠或壹起使用;選擇溶解度參數與絡合劑的溶解度參數相似的生膠;選擇或使用所需性能更好的生膠,減少配合劑用量,避免配合劑結霜。
改進的流程
提高配合劑的分散性通過降低混煉溫度、延長混煉時間、增加薄道次和切割操作次數,或者在配方中加入分散劑(均質劑),可以提高配合劑在橡膠中的分散性,使其均勻分散。/
5 .2 .2提高產品的硫化程度。
通過延長硫化時間和提高硫化溫度來提高硫化程度,避免產品中硫不足而蒙砂。
改善儲存條件
為了改善儲存條件,避免橡膠結霜,應采取以下措施。降低儲存溫度,禁止陽光照射;降低空氣濕度,使儲存環境幹燥通風;縮短庫存周期,避免長期儲存;避免橡膠相互擠壓摩擦,單獨放置或放在架子上。
噴霜的識別和處理方法
結霜是由多種原因造成的。對於已經結霜的橡膠,只有分析結霜的原因,才能進行有效的處理。
產品缺硫導致的結霜很容易識別,因為這樣的結霜往往是局部的、偶然的。這可以通過改進硫化工藝或加強配方硫化體系來解決。
儲存條件不當造成的結霜也很容易識別,只要對儲存溫度、時間、濕度進行不同的對比試驗,就可以識別。只要采用適當的儲存條件,這是可以避免的。
原料質量波動導致的噴霜也很容易識別,因為這種噴霜通常是偶然的、分批的。對此,可以通過對比不同批次、不同產地的原料來鑒別。這樣只要調整原料的批次和產地就可以解決。
工藝操作不當造成的噴霜很容易識別,因為這種噴霜是偶然的、局部的。對此,只要準確稱量混煉膠配料,避免錯配、過配、欠配和漏配,嚴格按照工藝進行操作,避免混煉膠混合不均勻和輥筒溫度過高,問題是可以解決的。
橡膠老化引起的噴霜,可以根據其易發生在高溫夏季和太陽暴曬環境的特點來鑒別。添加劑過量使用導致的結霜很難鑒別,只能采用逐壹排除法。以上兩種結霜量大,後果嚴重,處理相對困難。壹般將霜噴擦拭幹凈,在溶劑中浸泡4 ~ 6小時,取出陰幹,裝袋。但要從根本上解決問題,必須改進膠料配方。
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橡膠表面結霜不僅影響產品的外觀質量和使用壽命,影響橡膠半成品的加工性能和工藝性能,還會給企業造成壹定的經濟損失和不可估量的聲譽損害。因此,配方設計者和工藝設計者要充分考慮生膠的特性、配合劑的性能和用量、工廠的加工條件和儲存環境、產品的儲存期和使用條件等。設計配方、制定工藝時;生產操作人員必須按照工藝規程操作;采購人員應根據配方設計所需材料的產地和標準進行組織,使橡膠的各種性能達到或接近配方設計的水平,避免橡膠結霜等質量問題的發生。