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橡胶喷霜及解决办法

放大字体  缩小字体 发布日期:2011-04-14   浏览次数:1730

     (5)橡胶老化 

     橡胶老化大都导致硫化胶完整的均衡的网状结构发生破坏,从而也破坏了橡胶体系内各种配合剂与生胶分子以及配合剂之间的化学的或物理的结合,降低了配合剂在橡胶体系内的溶解度。因此,那些局部处于过饱和状态的配合剂便会从橡胶中游离析出,形成喷霜

     喷霜,是指硫磺、SA、蜡类、促进剂、防老剂以及填料等配合剂,从胶料内部牵制表面并析出得现象。本无喷霜的橡胶制品表面受日光照射而引发氧化反应之后,表面有明显的变化(如黄铜色)称作虹色喷霜。

     橡胶工艺学中已经指出,喷霜主要是配合剂用量超出了在胶料或硫化胶中的溶解度,从亚稳态走向稳态所引致的现象。喷霜有损胶料的使用性能。如自粘性下降,也使硫化胶外观不佳成不合格产品。对防老剂,尤其是防臭氧老化的防老剂,希望能牵制表面,但不需喷霜,蜡类则需要牵制表面喷霜形成保护膜,起物理防护作用,另外,表面要求消光的产品,就要控制一些配合剂适度喷霜,用喷霜物破坏表面氧化膜,取得消光效果。

     减少喷硫的方法有:低温加入硫磺使之分散均匀,避免局部过饱和,采用不容性硫磺,加入古马龙,松焦油等。带杂环的化合物溶解硫磺、SA,避免硫化欠硫或过硫以控制游离硫的含量。

     许多文献指出选择促进剂品种及用量的组合以提高橡胶的混容性及硫化效录以防止喷霜。并建成效,对EPDM,IIR尤其如此。但是IIR采用二硫代氨基甲酸盐/秋兰姆组合促进体系硫化,若用ZNO5/SA1份等常规活化体系,100乘24时已喷霜,改用特殊活化体系在100乘500时不喷霜,硫化胶存放几年都不喷,后有发现,FEF/SRF改作GPF后喷霜也出现。

     另外,轻微喷霜的EPDM硫化体系,加入5份古马龙便可减轻或消除喷霜。可见,除控制配合剂用量在溶解度内之外,还要从整个配合体系整体考录,采用特殊组合活化体系对人们认为会喷霜的IIR的硫/促进剂的组合,硫甚至加到2到3份都不喷霜。同样的EPDM配方160℃,30min平板硫化,停放一周已严重喷霜,热空气炉300℃,3min硫化,3个月无喷霜,对硫化胶来说,残余在胶中[未参与硫化]的量或者硫化后生成的网外物才是喷霜的主体。配合剂的相互作用可能改变其溶解状态,CaCO3。MgCO3,容易喷霜CaCO3/陶土[1/2]轻些,陶土。立德粉/陶土不喷霜。

     CaCO3受潮后特别易引起CZ的喷出,碳黑/防老剂D也易喷霜失光。活性高的碳黑迫使石蜡喷出,CaCO3粒子小的也如此。也就更容易出现彩色喷霜了。

     防老剂AW,RD,H,4010,4010NA 1份以上便易于喷霜,但是,AW或RD2份/H1份,方老剂D1份/H0.5份不喷霜,MB0.8份不喷霜。SP0.8喷霜,MB/SP组合0.8/0.8,0.8/1.6,0.8/2.4份也没见喷霜。可见,方老剂的适当组合可以增大总用量而不喷霜,有时也使易喷霜的不引发喷霜。

     对于已经发生喷霜的橡胶,只有分析出引起喷霜的原因,才能有效地加以处理。
1、橡胶成品一旦喷霜,产品表面会有痕迹(即喷出来的小分子凝聚物)
2、制品欠硫造成的喷霜容易鉴别,因为这种喷霜往往是局部的、偶然的。对此只要采取改进硫化工艺或强化配方硫化体系就可以解决。
3、储存条件不当造成的喷霜也容易鉴别,只要对储存温度、时间、湿度等进行不同的对比试验,就可以鉴别出来。对此,只要采取适当的储存条件就可以避免。
4、原材料质量波动造成的喷霜也好鉴别,因为这种喷霜通常是偶然的、成批的。对此,只要对原材料的不同批次、不同产地进行对比试验,就可以鉴别出来。这样,只要更调原材料的批次、产地就可以解决。
5、工艺操作不当造成的喷霜也好鉴别,因为这种喷霜是偶然的、局部的。对此,只要对配合剂准确称量,避免错配、多配、少配、漏配等,操作时严格按工艺进行,避免胶料混炼不均、辊温过高,就可以解决。另外,橡胶混炼要充分,在不发生焦烧的情况下混炼时间延长,可以减少橡胶内小分子化和物的含量,炼时硫磺最后加入,NBR用的硫磺常在混炼开始就得加入,促进剂最后加。
6、橡胶老化造成的喷霜可以根据其容易发生在气温高的夏天和阳光暴晒的环境中这一特点来鉴别。配合剂超量使用造成的喷霜比较难于鉴别,对此只能采用一一排除法。以上两种喷霜都是大批量的,后果也比较严重,相对地也很难处理。一般采用擦净喷霜物,用溶剂浸泡4到6小时后,取出阴干,包装入袋。但是要从根本上解决就必须改进胶料配方,喷霜只有通过提高胶料的混炼均匀性和调整配方来解决。

     喷霜的概念不仅仅是针对硫磺提出来的。天然橡胶中的硬酯酸和硫黄最容易被析出,可以通过加软化剂:癸二酸二辛酯或邻苯二甲酸二辛酯改善喷霜的问题。加入量5%-10%,要根据实际情况调试其用量大小。

     总结起来大概有这么几条:
1)配方设计师考虑各种材料在胶料中的溶解度,同时考虑各种材料在混炼胶整个体系中的相互作用,会不会有新的物质出现,该物质出现会不会导致喷霜;
2)胶料加工过程中的注意事项,比如在混炼时,加硫化剂的时候温度不能太高。
3)成品混炼胶的存放条件必须适合于该种橡胶的存放条件,温度,湿度等;
4)产品的后期硫化必须充分,交联密度必须达到一定程度。
5)产品存放也有相应的要求。
6)最重要的一点是对原材料采购控制,必须是在允许的范围内,采购规定的适合要求的材料。
 
 
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