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橡膠發泡生產工藝控制和配方設計

1、塑煉工藝
生膠的可塑度直接影響孔眼的大小和密度。可塑度愈大,則膠料柔軟性大,發孔容易,孔眼大,密度小;可塑度愈小,則正好相反,但如果塑煉過度或不足,則會影響發孔。一般多孔橡膠的可塑度以0.50~0.60(威氏)為宜。
2、混煉工藝
發孔劑要均勻地分散到膠料中去,以便得到孔眼大小和分散均勻的多孔橡膠。煉膠時輥溫不能過高,以免造成膠料早期發孔。混煉順序一般是:先加促進劑,然后加填充劑、軟化劑和硫磺,發泡劑后加入,或在加硫磺之前加入。若采用發泡助劑時,應先加入發泡助劑,然后加入發泡劑。如先加入發泡劑或一并加入,則會影響發孔結構,并會使發孔率下降。為了使發泡劑分散均勻,可將發泡劑和軟化劑制成膏狀混合物加入膠中。
3、膠料停放
膠料停放一段時間,以消除膠料在煉膠中所受的應力,防止海綿在硫化后發生收縮和變形。但停放時間不能長,一般為12~20h,停放過長會影響發孔。膠料應停放在盡可能低的溫度下。 
4、發孔和時間
發孔過程和膠料前期硫化往往是在同一溫度條件下進行的。在溫度低于發泡劑分解溫度時,發泡劑不能解出氣體,而硫化過程仍然進行。因此,膠料僅硫化而不發泡。在高溫時,發泡劑劇烈分解,產生大量氣體,發孔速度大于硫化速度,此時膨脹大,孔眼大而不均且氣體易逸出。因此,溫度要嚴格控制。在平板硫化機上進行硫化,發孔過程中平板壓力要大于膠料發孔時產生的壓力,正硫化應處在膠料完全發孔的實際,以便獲得好質量。
1、 海綿橡膠對膠料的要求(門尼粘度30~50)
1.1、 膠料應具有較高的可塑度,它影響到多孔橡膠孔眼的大小和密度;
1.2、 海綿橡膠的發孔速度和硫化速度要盡量一致,當開始發孔時,膠料已初步硫化,以使孔壁有一定的強度,以免氣體沖破孔壁形成開孔。如果發孔速度慢于硫化速度時,則孔眼小,表面膠層厚;若硫化速度慢于發孔速度時,則發孔大,不均勻及表皮較薄,這是影響多孔橡膠質量好壞的關鍵因素;
1.3、 膠料在發孔時,其內部壓力應大于外表壓力,否則發布起來;
1.4、 膠料的傳熱性要好,可使內外發孔均勻及硫化程度一致;
1.5、 橡膠孔眼的結構類型大體上決定于發泡產生氣體時橡膠的透氣性,如透氣性低時,制得的時閉孔橡膠;相反,如透氣性高時,則制得的是開孔橡膠。
2、 配方設計要點
2.1、生膠的選擇
一般,NR和各種合成橡膠都可用于制造海綿橡膠,如要求耐磨性好的多孔橡膠,好采用高苯乙烯、聚氨酯橡膠;要求耐油的,好選用CR和NBR;要求耐熱的,好選用丁基橡膠、EPDM和MVQ;要求耐寒的,選用NR和順丁橡膠;要求耐酸堿的,好選用SBR、CR。
2.2、硫化體系
根據生膠品種選定硫化體系,因多孔橡膠配方中有發泡劑,所以,選用的促進劑、交聯劑等對發泡劑應具有穩定性,不能使發泡劑分解。還有,促進劑應不影響和干擾有色多孔橡膠的色澤,也不應使膠料有早期硫化現象,應使膠料具有良好的耐老化性。一般常用的促進劑有M、DM、D和醛胺縮合物等。活性劑為氧化鋅4~5份,硬脂酸3~5份。
2.3、發泡劑
分為化學、物理發泡劑兩大類。常用的化學發泡劑主要有無和有機兩類。無發泡劑主要包括NaHCO3、ANCO3、亞硝酸鈉等。對發泡劑的要求是: (1)、硫化時放出的氣體量要大以免陷塌,填充孔穴;
(2)、發泡劑的分解溫度與膠料的硫化溫度相適應;
(3)、在膠料中的分散性要好;
(4)、它所分解出的氣體應、無臭、、無變色。
發泡劑和硫化體系都直接影響孔眼結構類型。若要獲得開孔結構,可用小蘇打為發泡劑,他在預成型階段就獲得開孔結構,因此孔腔在尚未牢固的情況下,即遭到破壞,形成開孔。反之要制造閉孔橡膠則選用分解溫度較高的發泡劑,此時孔壁已具有足夠的強力以阻止氣體膨脹穿破,如發泡劑H等。
2.4、填充體系
所有填充劑都會給橡膠發孔帶來困難,若大量填充能使膠料透氣性下降,影響發孔。但使用填充劑可提高制品的硬度,使之有較好的挺性,防止孔眼在使用中塌陷。因此,多采用非補強型填充劑,對NR來說適宜的有CaCO3、陶土等,通常不使用CB和碳酸鎂等。
2.5、軟化體系
由于軟化劑能降低膠料粘度,使膠料柔軟,故可提高發孔率和增加多孔橡膠的柔軟性,同時還改善膠料的工藝性能,防止膠料中某些配合劑的噴出。常用的有凡士林、SA、古馬隆、油膏等,一般用量20~50份。隨軟化劑用量增加,拉伸強度、撕裂強度下降,當配合量由10份增加至50份時,拉伸強度下降20%~40%,定伸應力下降1.5~2MPa,撕裂強度下降15~20KN/m。此外,用量大時,彈性和壓縮永久變形、老化性能變壞。
2.6、防護體系
橡膠發孔后,因表面積增大而易老化,所以多孔橡膠配方中防老劑用量要比一般膠料用量多2~3倍。
一般黑色多孔橡膠用防老劑A、D、4010等;淺色多孔橡膠則采用不變色的防老劑DOD、2246、SP、MB、RD等。
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2016/08/05 01:38:30 517 次

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