橡膠製品噴霜成因及防治
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發布時間:
2025-09-24
噴霜是指橡膠製品中配合劑(如硫磺、促進劑、防老劑、增塑劑、氧化鋅等)超過其在本體橡膠中的溶解度極限,或因遷移、相分離等原因,逐漸遷移至製品表麵並形成一層類似“白霜”的析出物的現象。
一、主要危害包括:
●影響外觀: 黄色香蕉网站APP表麵出現白斑、泛藍、泛彩或灰霧,被視為質量缺陷。
●損害性能:噴霜(硫磺、促進劑): 導致膠料表層硫化程度與內部不一致,造成欠硫或局部過硫,使物理機械性能(如拉伸強度、伸長率、耐磨性)下降。
●噴霜(防老劑): 表麵析出後,內部防老劑濃度降低,削弱製品的抗老化能力。
●噴霜(增塑劑等): 影響表麵粘合性能,在後續的塗裝、粘貼、印刷等工序中造成困難。
●增加故障風險: 對於動態使用的製品(如輪胎、密封件),噴霜物可能成為應力集中點或汙染源,導致早期失效。
二、 噴霜的成因機理:
噴霜的本質是熱力學溶解-析出平衡和動力學遷移速度共同作用的結果。其主要成因可歸結為二點:
●過飽和溶解(配方問題): 配方中某種配合劑的用量超過了其在特定橡膠基體中的最大溶解度。溫度降低時,溶解度下降,導致過飽和析出。
●遷移與滲出(工藝/儲存問題): 即使配方合理,在硫化不充分、硫化溫度過高或時間過長、儲存環境溫度波動大等情況下,配合劑會因分子熱運動加劇而更易遷移至表麵。
三、 配方設計:如何添加防噴霜助劑及選擇材料:
這是解決噴霜問題最根本、最有效的方法。核心思路是:提高配合劑的溶解度、延緩其遷移速度、或選擇相容性更好的替代品。
1. 使用分散劑:
●作用機理: 這類助劑能夠降低橡膠相與配合劑相之間的界麵張力,促進配合劑(特別是填料和粉末狀助劑)在膠料中的均勻分散,防止局部濃度過高,同時在一定程度上提高相容性。
●添加方式: 通常在混煉初期與生膠、填料等一起加入,用量一般為1-3 phr。
2. 使用高分子量或複合型助劑:
●作用機理: 傳統的小分子助劑(如促進劑M、DM,防老劑RD)分子量低,遷移速度快。改用高分子量或聚合型助劑,可以顯著降低其遷移性。
●促進劑: 用不溶性硫磺(IS)代替普通硫磺,其在膠料中不易遷移。使用高分子量促進劑(如TBzTD)替代TMTD等易噴霜品種。
●防老劑: 用聚合型防老劑(如防老劑HP)替代小分子防老劑(如防老劑A、D)。
●增塑劑: 選用與主膠種極性相近、分子量較高的增塑劑(如TP-95代替DOP)。
3. 優化硫化體係:
●作用機理: 設計一個平衡、高效的硫化體係,確保硫化劑和促進劑在反應中被充分消耗,減少遊離殘留。
采用“半有效硫化體係(Semi-EV)”或“有效硫化體係(EV)”替代傳統的普通硫化體係(CV),後者硫磺用量多,更易噴霜。
●使用後效性促進劑(如CBS)為主,搭配少量高效促進劑,保證加工安全的同時減少噴霜。
●精確計算並控製硫磺與促進劑的配比。
四、 後期處理:已噴霜製品的除霜與抑霜方法:
對於已經發生噴霜的製品,處理方法主要是物理去除和化學抑製,但這些方法多為“治標”之舉。
1. 物理除霜法:
●溶劑擦拭: 用酒精、丙酮、汽油等溶劑擦拭表麵。注意: 必須選擇對橡膠製品無溶脹、無損害的溶劑,先在小範圍內試驗。此法能有效去除表麵析出物,但無法阻止內部繼續噴霜。
2. 化學抑霜/後處理法:
●隔離塗層: 在清理幹淨的表麵塗覆一層專用的隔離劑或保護漆。這層膜可以物理阻隔內部助劑向外遷移,同時也能防止空氣中的氧氣、臭氧侵入。例如,輪胎表麵有時會噴塗一層保護蠟。
●熱處理(回煉/烘烤): 將已噴霜的製品置於略低於硫化溫度的烘箱中(如60-80℃)短期烘烤。此方法有時能使表麵的噴霜物重新擴散回橡膠內部,但效果有限且可能引發進一步老化,需謹慎使用。
●硫化補救: 如果判斷噴霜主因是欠硫,可將製品返回硫化罐進行二次硫化,使剩餘的硫化劑和促進劑充分反應,但這可能改變黄色香蕉网站APP的物理性能。
五、 總結與建議:
解決橡膠噴霜問題是一個係統工程,應遵循“預防為主,處理為輔”的原則。
首要任務是進行科學的配方設計,通過選用高分子量助劑、均勻劑和平衡硫化體係,從根本上提高體係的相容性和穩定性。
其次,嚴格控製混煉、硫化、儲存等全過程工藝條件,確保配合劑分散均勻、硫化充分、環境穩定。
對於已噴霜的黄色香蕉网站APP,應首先分析噴霜物的成分和根本原因,再選擇性地采用物理清洗或塗層保護等後處理方法,並評估其對黄色香蕉网站APP最終性能的影響。
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