橡膠發(fā)泡在密煉機混煉中的基本階段
橡膠發(fā)泡在密煉機混煉中的基本的三個階段是:濕潤——分散——捏煉
橡膠發(fā)泡應用的還是鞋底,其次就是屬于汽車輪胎方面了。
固體橡膠發(fā)泡生產(chǎn)橡膠海綿,其原理是在選定的膠料中加人發(fā)泡劑或再加入助發(fā)泡劑,在硫化溫度下發(fā)泡劑分解釋放出氣體,被膠料包圍形成泡孔''使膠料膨脹形成海綿。決定并影響泡孔結構的主要因素有:發(fā)泡劑的發(fā)氣量、氣體在膠料中的擴散速度、膠料的黏度以及硫化速度''其中關鍵的是發(fā)泡劑發(fā)氣量、產(chǎn)生氣體的速度和膠料的硫化速度的匹配。
1.發(fā)泡劑的發(fā)氣量和分解速度發(fā)泡劑的發(fā)氣量是指單位質量的發(fā)泡劑完全分解所釋放出的氣體在標準狀態(tài)下的體積,單位為mL/g。發(fā)泡劑的分解速度是指在一定溫度下''一定質量的發(fā)泡劑單位時間分解釋放出的氣體量。由于聚合物本身并不改變發(fā)泡劑的分解機理,因此就可不在聚合物中測發(fā)泡劑的發(fā)氣量。通常是將發(fā)泡劑放人一定溫度的惰性分散劑(如DOP或礦物油)中''加熱一段時間''收集放出的氣體''繪制氣體體積(換算為標準條件下的體積)隨加熱時間的關系曲線(如圖6-1),由曲線的斜率可得到該溫度下發(fā)泡劑的分解速度,分解完全后的氣體總體積除以發(fā)泡劑的質量就得到發(fā)泡劑的發(fā)氣量。發(fā)泡劑品種不同,粒徑不同''溫度不同''其分解速度不同。一般情況下,分解溫度低的發(fā)泡劑,其分解速度快;對同一種發(fā)泡劑,粒徑小,溫度高,其分解速度快。發(fā)泡劑的發(fā)氣量與分解速度影響泡孔的大小和結構,發(fā)氣量大,分解速度快,形成的泡孔大,開孔的概率大。發(fā)泡劑的分解速度與膠料硫化速度匹配的分析。
兩者的匹配性影響泡孔的生成和結構。若發(fā)泡劑的分解速度或膠料的硫化速度相差太大,不能配合,則不能發(fā)泡。發(fā)泡劑的分解曲線與膠料的硫化曲線匹配,A為焦燒點,D為正硫化點。在A點之前,膠料尚未交聯(lián),若此時發(fā)泡劑分解(曲線1),釋放出的氣體會很容易從粘度很低的膠料中逸出。
(AB段)分解(曲線2),由于膠料已開始交聯(lián),橡膠料的黏度上升,但仍較低, 泡孔孔壁較弱易破裂,形成開孔結構;如果在熱硫化中期(BC段)發(fā)泡(曲線3),由于膠料已有適當?shù)牧蚧ざ容^髙,孔壁較強不易破裂,有較多的閉孔結構生成;在熱硫化的后期(CD段)發(fā)泡(曲線4),膠料已大部分交聯(lián),黏度很高,發(fā)泡劑分解產(chǎn)生的氣體擴散困難,被交聯(lián)網(wǎng)束縛住形成閉孔結構且泡孔較小;若在D點或D點以后階段發(fā)泡(曲線5),這時橡膠料已全部交聯(lián),黏度太高, 不能發(fā)泡。
要實現(xiàn)兩者的匹配,做出好的橡膠制品,選擇發(fā)泡劑品種和膠料硫化體系是關鍵。具體方法有兩種:一是根據(jù)硫化溫度選擇分解溫度與之相適應的發(fā)泡劑,然后再根據(jù)發(fā)泡劑在該硫化溫度下的分解速度來調整膠料硫化速度,如采用遲效性促進劑和其他促進劑并用硫化體系,可采用調整促進劑的用量來調節(jié)硫化速度;二是在硫化體系確定的情況下,根據(jù)硫化速度選擇發(fā)泡劑品種及合適的粒徑。發(fā)泡劑的粒徑也是決定發(fā)泡劑分解速度的重要因素之一。粒徑減小,粒子的比表面積增大,熱傳導效率提高,分解速度加快,因此可通過選擇合適的發(fā)泡劑粒徑來調節(jié)發(fā)泡劑的分解速度與膠料硫化速度之間的平衡。此外,嚴格控制發(fā)泡劑的粒徑分布是獲得均勾泡孔的關鍵。發(fā)泡劑AC的平均粒徑在2~15fnn之間,不同粒徑范圍的發(fā)泡劑AC。