橡膠噴霜原因及其預(yù)防
發(fā)布時間：2015-01-08 19:30:33 人瀏覽
來源： 橡膠技術(shù)網(wǎng)
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在橡膠制品質(zhì)量方面，表面噴霜是一種較嚴(yán)重且較常見的外觀質(zhì)量問題，因此對橡膠噴霜問題的探討就顯得十分必要。（注，本文所討論的硫化劑多為硫磺，但像BIPB.TAIC等其他硫化劑如操作不當(dāng)，同樣會造成噴霜現(xiàn)象。）1: 橡膠噴霜的原因橡膠噴霜是由于橡膠內(nèi)部配合劑達(dá)到過飽和狀態(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，析出過程才告結(jié)束。使配合劑達(dá)到過飽和狀態(tài)，導(dǎo)致橡膠噴霜的主要原因有：膠料配方設(shè)計不當(dāng)，工藝操作不妥，原材料質(zhì)量波動，貯存條件差，制品欠硫、制品老化等。
2: 橡膠噴霜的形式
橡膠有未硫化橡膠（以下稱膠料）和硫化橡膠（以下稱制品）之分，橡膠噴霜就包括膠料表面噴霜和制品表面噴霜。噴霜（bloom）是液體或固體配合劑由橡膠內(nèi)部遷移到橡膠表面的現(xiàn)象。因此橡膠內(nèi)部配合劑析出，就形成了噴霜。對橡膠噴霜的形式歸納起來，大體分為三種。即噴粉、噴蠟、噴油（也稱滲出）。
噴粉是硫化劑、促進(jìn)劑、活性劑、防老劑、填充劑等粉狀配合劑析出在橡膠表面，而形成一層粉狀物。噴蠟是石蠟、地蠟等蠟狀物析出在橡膠表面，而形成一層蠟?zāi)ぁ娪褪擒浕瘎�、增粘劑、潤滑劑、增塑劑等液態(tài)配合劑析出在橡膠表面，而形成一層油狀物。在實踐中，橡膠表面噴霜的形式有時是以一種形式出現(xiàn)，有時卻是以兩種或三種形式同時出現(xiàn)。
3: 可能形成橡膠噴霜的操作
3a 配方設(shè)計不當(dāng)
配方設(shè)計不當(dāng)主要指配合劑在橡膠中的用量超過其最大使用量。在一定條件下（主要是溫度，其次是壓力）一般配合劑在橡膠中都有一定的溶解度，達(dá)到配合劑溶解度的配合量稱為配合劑的最大使用量。配方設(shè)計時，配合劑用量超過其最大使用量，配合劑就不能完全溶解在橡膠中，使得配合劑在橡膠中達(dá)到過飽和狀態(tài)，由于配合劑在橡膠中最終要達(dá)到飽和狀態(tài)，在趨于飽和狀態(tài)過程中，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。
通常情況下，配方設(shè)計不當(dāng)容易造成噴霜的配合劑有：硫黃硫化劑。硫化劑：二硫化二苯并噻唑（DM）、二硫化四甲基秋蘭姆（TMTD）、2一硫醇基苯并噻唑（M）、一硫化四甲基秋蘭姆（TMTM）、乙撐硫脲（NA 22）等。防老劑：N-苯基-β-萘胺（D）、N, N'一二苯基對苯二胺與苯基分萘胺混合物（H ） . N-環(huán)己基-N'一苯基對苯二胺（4010） , N, N'二（β-萘基）對苯二胺（DNP）、2一硫醇基苯并咪唑（MB）、石蠟等。增塑劑：機油、酯類油等。活性劑：氧化鋅、硬脂酸等。填充劑：輕鈣、碳酸鎂等。防焦劑：N-環(huán)己基硫代鄰苯二甲酞亞胺（CTP）等。還有一些其它配合劑。
3b 工藝操作不當(dāng)
膠料生產(chǎn)時，首先配合劑稱量要準(zhǔn)確，以免造成多配，使得配合劑的用量超過其在橡膠中的最大用量，并造成噴霜。其次，要按工藝操作充分壓合，以免造成搗膠不均，配合劑分散不勻，使得配合劑在膠料中局部濃度過大，達(dá)到過飽和狀態(tài)，而造成噴霜。再者，加入硫黃時，膠溫、輥溫不要過高，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，膠料中局部含量過多的硫黃，便達(dá)到過飽和狀態(tài)，就造成噴霜，此種噴霜也稱噴硫。
3c 原材料質(zhì)量波動
橡膠工業(yè)原材料包括兩大類，即生膠和配合劑。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、門尼粘度不同、污染非污染之分而形成的不同規(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。
生膠質(zhì)量發(fā)生波動就會引起生膠極性、結(jié)晶性、分子結(jié)構(gòu)、分子量分布、門尼粘度，灰分、揮發(fā)分、物理性能等發(fā)生變化。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)生波動就會影響配合劑的溶解度。如果造成配合劑溶解度下降，便會發(fā)生噴霜現(xiàn)象。
橡膠用配合劑大都屬于工業(yè)品，純度不高其成分與我們通常所說的化學(xué)藥品有很大不同。硫化促進(jìn)劑和防老化劑等化學(xué)成分不管怎樣說還是比較清楚的，而其它配合劑卻是很粗制的。例如，橡膠用硬脂酸是一種混合脂肪酸，不是純粹的硬脂酸，它只相當(dāng)于十六烷酸（軟脂酸）和油酸的混合物。氧化鋅、氧化鎂和炭黑等其它物質(zhì)在制造中混入很多雜質(zhì)。輕鈣、陶土等物質(zhì)因產(chǎn)地材質(zhì)不同、制法不同、工藝不同、批量不同而有很大差別。配合劑質(zhì)量發(fā)生波動就會引起其純度、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，配合劑便會發(fā)生噴霜。
3d 儲存條件差
配合劑在橡膠中的溶解度是在一定條件下測定或計算的。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，還與貯存時的溫度、壓力、濕度、時間有關(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，橡膠在儲存和使用時的溫度高于標(biāo)準(zhǔn)溫度，配合劑的用量就可能達(dá)到最大用量；而在低于標(biāo)準(zhǔn)溫度時就不能用到最大用量，否則橡膠表面就會出現(xiàn)噴霜。硫黃在不同的生膠中有著不同的溶解度，都隨著溫度的升降而升降。
可見，溫度對配合劑的溶解度影響很大，直接影響著橡膠表面噴霜。
橡膠儲存時所受的壓力、周圍空氣的濕度以及時間對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形成晶核，析出于橡膠表面，形成噴霜；如果空氣的濕度過大，橡膠中極性大的配合劑對生膠（非極性）的作用減弱，配合劑溶解度下降，從而導(dǎo)致噴霜；儲存時間越長，橡膠表面噴霜越明顯，由于儲存環(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。
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