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橡胶制品中夹带气泡的影响及解决赵美云:橡胶制品中夹带气泡的影响及解决45 橡胶制品中夹带气泡的影响及解决 赵美云 (石家庄第一橡胶股份有限公司,河北石家庄05o031) 【摘要】橡胶制品在生产过程中,胶料中卷入气体硫化易产生气泡.气泡是经常出现的一个硫化缺陷.产生气泡的原因是 多方面的,工艺和设备是解决问题的关键. 【关键词】硫化压力;真空度;放气间距 【中图分类号】tq330.6*7【文献标识码】b【文章m-loo1-5095(2004)05-0045-02 硫化是橡胶制品加工的主要工艺过程之一.在 橡胶制品生产过程中,硫化是最后一个加工工序.其 目的在于改善胶料的物理机械性能及其他性能,使 橡胶制品能更好地适应和满足使用的要求.而生产 过程中,经常遇到使用性能和外观不合用户要求的 质量问题,这需要从胶料配方,生产工艺,设备等方 面做大量的工作来解决.在众多的问题中,尤其是对 外观和强力方面要求严格的制品,硫化产生气泡是 经常遇到的一个重要而且必须解决的问题. 胶料硫化时,由于胶料中包含的水分蒸发以及 所有的空气释放,而产生一种内压力,这种内压力使 胶料产生气孔,如果这种气孔没有得到很好的处理, 可能产生气泡.正常情况下,在10o一140下,通过 硫化压力25mpa,就能保证胶料充满模具,防止气 泡的产生.但对特殊的制品,特殊的工艺,需考虑硫 化压力的影响.硫化分为常压硫化和非常压硫化. 1常压硫化 一 般的橡胶制品都是在一定的压力下完成的, 但某些薄的制品在常压下也能完成.液体连续硫化 是常压硫化的一个典型例子,即将压出的半成品在 储有高温液体介质的槽池中加热硫化.硫化装置装 有的排气式压出机将胶料中大部分的空气排出,但 残存在胶料中的水分,空气仍会使胶料在硫化过程 中产生气泡.为解决气泡的产生,在配方和材料的选 择上需注意以下几点:(1)在配方设计上,要选用快 速的硫化促进剂,达到快速硫化的目的;(2)生胶的 门尼粘度不能太小,因粘度大于65度的胶料有助于 气泡的减少;(3)胶料中不能配用挥发性的增塑剂, 而且各种配合剂应尽量减少水分的含量,并配用一 定量的干燥剂如氧化钙,其用量约810份,要选用 能增加胶料粘度的半补强炉黑或快压出炭黑,忌用 【收稿日期2oo4-o8-06 【作者简介】赵美云(1973一),女,助理工程师,现从事橡胶制品 方面的研究工作. 热裂法炭黑. 2非常压硫化(压力机硫化) 硫化压力可保证制品的致密性,消除气泡.胶料 中生胶和配合剂含有微量的水分和空气,在硫化过 程中因加热而产生气泡;另外,在硫化中也会产生某 些挥发性的气体而导致制品产生气泡,所以要求一 定的硫化压力,以保证制品的质量.硫化压力的大小 由胶料的性质,产品结构和工艺条件等因素而定.对 流动性差的胶料,结构和形状复杂的厚制品,硫化压 力一般要大些,反之,硫化压力可小些.下面列举出 几种常用制品的硫化压力,并将对应气泡的产生原 因和常用的解决方法加以分析., 2.1硫化罐硫化汽车外胎的内压为2.22.5mpa. 外压为15mpa 为避免汽车外胎气泡的产生,也应注意常压硫 化中经常注意的问题,同时可在硫化中易存在空气 的地方(如胎冠两边,胎侧),钻有排气孔,以便于把 空气排出. 2.2运输带硫化压力为1.52.5mpa 运输带板材用品的硫化工艺,因其机械结构相 对简单,胶料中的气体排出比较容易,一般应注意常 压硫化中应注意的事项就可以避免. 2-3注射成型的注射压力为120-一150mpa 基于橡胶注射生产成型周期短,生产效率高的 特点,首先配方工艺必须采用高温快速的硫化体系; 其次,必须有较高的硫化压力,保证注射速度,提高 生产效率.设备设计上,注射螺杆常用渐变型螺纹以 保证排气.如果制品结构复杂,工艺上可以考虑模具 型腔加抽真空设备,以便将制品中残存的气体全部 抽走,保证制品的外观质量. 2_4模压制品的硫化压力为24mpa 模压法硫化设备简单,更换产品方便,多采用平 板硫化机硫化. (下转第66页) 河北化工2004年第5期 准确吸取sio2标准溶液0.0,1.0,2.0,3.0,4.0, 5.0,6.0ml置于一组150ml聚乙烯瓶中,用滴定管 添加纯水使其体积为50ml.分别加入3mol/i_, a1c13溶液3.0ml,充分摇匀,用有机玻璃移液管准 确加入hf(i+7)1.0ml,放置10min.jihc1(1+1) 1.0ml,摇匀,加入100g/l钼酸铵溶液2.0ml,摇 匀,放置15min.以下同实验方法.吸光度浓度 的线性关系见图1. o? 0 . 0. c/mar.l. 图1标准曲线 其线性回归的相关系数,>0.999. 2.5共存离子的影响 试验表明,水中的一些主要的共存元素不干扰测 定.sio2度为200v/50mla允许量(mg)na(300), c1一(3o0),cot一(10o),b0,2一o00),ap(4o),ca2(20), m(20),f一(5),fd+(1),ci3,2,ba2,pb2+ 为0.5.对于po43-的干扰,可选用h2c2o来消除,2.0 ml100g/lh2c2o4溶液可掩蔽1.0mg(po4一)的干 扰. 2.6水样的测定 根据水样含硅量的大小,准确吸取一定量水样 注入聚乙烯瓶中,用滴定管添加纯水使其体积为 50ml(根据稀释后的浓度最好落在标准曲线的中 间部位来确定取样体积).水样的测定结果见表4. 加标回收率的实验结果见表5. 表4水样分析结果 水样编号测定值/mg?平均值/mg?rsd/% 030052-782-742-752-760-0l90.68 2.792-762.76 03008l-3ll-301.291.3o0.0151.14 1.321.281.29 03oo9l1.50l1.54l1.59l1.580.o540-47 l1.58l1.62l1-65 表5水样加标回收率 ooooooooooooooooooooooooo00000ooooooooooo000ooooooo00oooooooooooooooo00000000ooooooooooooooooooooooooooo (上接第45页)少.受制品水分含量的要求,水分不能无限增加. 为避免气泡的产生,首先根据配方原材料的组 成选出气体排出的方式.一种方法,对配方中水分 含量大的制品,可采用高温高压下,胶料自身产生 的内压力将模具打开直接排气,暂称为开放式放 气.另一种方法,可通过真空泵将型腔内的气体抽 净,以避免制品中留有气体. 2.4.1设备开放式放气 一 般情况下,配方中水分含量高时可以采用这 种方法.胶料装入模型后,在高温高压下,胶料充满 型腔,模具卸压,模具内气体产生的强大压力将模具 打开,完成放气过程.这一过程必须在胶料焦烧期内 完成,否则,容易出现焦烧.这种配方中水分含量对 气泡产生的比例有很大的影响(表1). 裹1. 配方中水分含量(重量比)/%气泡占百比/% 3.0 3.6 4.0 0.83 0.48 0.14 注:硫化设备:日本生产的双开平板硫化机;制品种类: 医药瓶塞(模比l:144); 配方:颗粒胶l00份,硫磺3份,氧化锌5份,d+dm2份; 硫化条件:150x3rain. 由表1可以看出,水分含量越高,气泡产生的越 开放式放气方式设备要求相对简单,此种放气 方式不需要型腔内真空密封,但设备,模具定位销, 定位套必须配合准确,不能有外力产生放气时模具 张开间距不匀的现象,否则会因气流不畅而产生裂 口的现象.这也是解决问题不可忽视的一个方面. 2.4.2硫化设备抽真空排气 胶料在高温高压下,产生的蒸汽气流,由真空 泵抽走.考虑对真空泵的保护,此种配方中,水分含 量不能太高.胶料放入模型后,真空泵抽真空开始 (真空度一般在0.1mpa);设备顶压,胶料充满型 腔;单向进气阀门打开,型腔内短暂进气,将模具打 开;真空泵迅速将所有的气体抽走,并达到很好的 抽真空效果;模具合模顶压,整个放气过程结束.整 个动作