常見(jiàn)硫化質(zhì)量缺陷及對(duì)策

在橡膠硫化過(guò)程中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)噴霜；氣泡；橡膠表面發(fā)粘；炸邊、飛邊厚；焦邊：分型處打皺并裂開(kāi)；分層；發(fā)泡孔徑不均勻等硫化質(zhì)量缺陷，下面對(duì)硫化質(zhì)量缺陷以及相對(duì)應(yīng)的對(duì)策進(jìn)行分析。

一、噴霜

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。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。

對(duì)策：

1、配方設(shè)計(jì)不當(dāng)引起的噴霜：容易造成噴霜的配合劑有硫化劑硫黃，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。容易引起噴霜的促進(jìn)劑:二硫化二苯并噻唑(DM)、二硫化四秋蘭姆(TMTD)、2一硫醇基苯并噻唑(M)、一硫化四秋蘭姆(TMTM)、乙撐硫脲(NA 22)等。

2、原材料質(zhì)量波動(dòng)引起噴霜：

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、門尼粘度等不同規(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.

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。

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。

3、儲(chǔ)存條件的影響：

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)到用量;而在低于標(biāo)準(zhǔn)溫度時(shí)就不能用到用量，否則橡膠表面就會(huì)出現(xiàn)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。

4、橡膠老化：橡膠老化大都導(dǎo)致硫化膠完整的均衡的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，從而也破壞了橡膠體系內(nèi)各種配合劑與生膠分子以及配合劑之間的化學(xué)的或物理的結(jié)合，降低了配合劑在橡膠體系內(nèi)的溶解度。因此，那些局部處于過(guò)飽和狀態(tài)的配合劑便會(huì)從橡膠中游離析出，形成噴霜。

5、欠硫?qū)е碌膰娝?/span>：

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(dá)到正硫化時(shí)配合劑則達(dá)到溶解度。這是因?yàn)樵诹蚧宦?lián)過(guò)程中化學(xué)鍵(C－Sx－C、C－S-C、C－C、C－O-C等)的形成，加強(qiáng)了配合劑與生膠分子之間以及配合劑之間的化學(xué)結(jié)合或物理結(jié)合過(guò)程，這有利于配合劑在橡膠中的溶解;其次配合劑參與化學(xué)鍵形成的反應(yīng)或其它副反應(yīng)，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(huì)導(dǎo)致配合劑的溶解度下降使橡膠表面出現(xiàn)噴霜。

通過(guò)延長(zhǎng)硫化時(shí)間，提高硫化溫度等來(lái)提高硫化程度，避免制品欠硫而造成噴霜。

容易噴霜的橡膠：

極性大的膠種如橡膠、氯丁橡膠與極性較大的防老劑有較好的相容性,而非極性橡膠如順丁橡膠和天然橡膠與胺類防老劑相容性則較差。防老劑在橡膠中的溶解度越低,越容易產(chǎn)生噴霜。

在EPDM中：TMTD很容易噴霜，如用TRA代替半量則很少噴霜，若于TETA（三乙烯四胺））并用則更少出現(xiàn)噴霜。TMTD+M硫化體系易噴霜，用促進(jìn)劑BZ、CZ、TE（二硫化苯基秋蘭姆）、EZ、NOBS、DM等并用可以解決噴霜問(wèn)題。

BZ/FeMDC（TTFe）在各種橡膠當(dāng)中,乙丙橡膠的噴霜現(xiàn)象較為突出,其原因是乙丙橡膠的不飽和度低、極性小,各種硫化劑、促進(jìn)劑、防老劑在乙丙橡膠或EPDM中的溶解度都較低,容易發(fā)生噴霜現(xiàn)象,通過(guò)多種促進(jìn)劑的適當(dāng)并用可以解決這一問(wèn)題。通常,結(jié)晶性化合物或在橡膠中高溫與低溫溶解度差異大的配合劑,容易發(fā)生噴霜,而非結(jié)晶性化合物和不溶于橡膠的促進(jìn)劑不發(fā)生噴霜。

丁基橡膠與乙丙橡膠結(jié)構(gòu)相似,屬于非極性飽和膠,容易發(fā)生噴霜現(xiàn)象。

二、氣泡

序號(hào)

原因分析

解決方法

1

硫化不充分，導(dǎo)致制品表面有氣泡，割開(kāi)其內(nèi)部呈蜂窩狀海綿狀

延長(zhǎng)硫化時(shí)間、提高硫化溫度；保證硫化有足夠的壓力或調(diào)整配方提高硫化速度

2

橡膠-金屬粘接不良引起粘結(jié)部位有殘留氣體

涂好膠粘劑的骨架表面被污染需清理干凈；膠粘劑需徹底干燥

3

有氣體裹入膠料，氣體不易排除，隨膠料一起硫化，從而在制品表面出現(xiàn)氣泡

改進(jìn)開(kāi)煉機(jī)混煉膠工藝，避免氣體混入膠料

4

橡膠配方中有易揮發(fā)物

適當(dāng)調(diào)節(jié)硫化條件溫度不易太高；使用的原料水分超標(biāo)或混煉膠中水分過(guò)多，必要時(shí)需進(jìn)行干燥；減少使用沸點(diǎn)低的增塑劑、填充劑、軟化劑。

三、橡膠表面發(fā)粘

模溫過(guò)低；膠料配方不佳(如內(nèi)在脫模劑份量少)；骨架膠粘劑未徹底干燥。

橡膠表面發(fā)粘表現(xiàn)為產(chǎn)品橡膠部分表面存在海綿狀或明顯的沾性突起物。

對(duì)策：

1、模具型腔局部滯留氣體，從而影響傳熱和膠料受熱硫化：

①對(duì)模具進(jìn)行抽真空，保證膠料進(jìn)入型腔處于真空狀態(tài)。確保抽真空完好，以抽出模具內(nèi)的氣體；

②增加模具合模后放氣次數(shù)；

③在模具上設(shè)置排氣槽或溢膠槽。

2、模具型腔不對(duì)稱，有死角，傳熱不均導(dǎo)致硫化不均勻：

①調(diào)整膠料配方，使用硫化曲線平坦期長(zhǎng)的膠料；

②調(diào)節(jié)硫化條件，延長(zhǎng)硫化時(shí)間或提高硫化溫度。

3、膠料壓出或壓延夾入氣體：改進(jìn)壓出、延壓條件和工藝。

四、炸邊、飛邊厚

制品表面入料口、溢料口或橡膠與金屬粘接處等部位出現(xiàn)體積較大的空洞、溝槽狀物。

對(duì)策：

1、膠料焦燒時(shí)間不足，易形成硫化膠粒和膠屑：

①延長(zhǎng)膠料焦燒時(shí)間；

②調(diào)整硫化時(shí)間（降低溫度延長(zhǎng)硫化時(shí)間）；

③避免使用停放時(shí)間太長(zhǎng)的膠料；

2、工藝不合理，膠料過(guò)多無(wú)法溢出：硫化時(shí)先于制品表面硫化使之夾于分型面等部位之間

3、模具污染，膠料不清潔：清潔模具和膠料；

4、模具分型面配合不緊密，設(shè)計(jì)不合理，溢料口太大：

①改進(jìn)模具，分型面盡量避免出現(xiàn)在制品的粘接部位等敏感位置；

5、膠料傳熱速度較慢，硫化時(shí)膠料內(nèi)外層升溫不一致，外層膠料已硫化，內(nèi)層膠料卻受熱膨脹，強(qiáng)制溢料引起縮孔夾層：

①改進(jìn)膠料配方；

②改進(jìn)硫化工藝條件，比如采用低溫長(zhǎng)時(shí)間硫化。（特別是厚制品）

五、焦邊：分型處打皺并裂開(kāi)

模溫過(guò)高；

膠料撕裂強(qiáng)度差

橡膠制品過(guò)硫(表現(xiàn)為：橡膠產(chǎn)品有焦燒或表面褶皺現(xiàn)象)

硫化溫度過(guò)高或時(shí)間過(guò)長(zhǎng)；