橡膠噴霜的原因及機理
發布時間：2015-01-13 13:26:47 人瀏覽
來源：梁悅 橡膠技術網
橡膠噴霜是一個既古老又新鮮的工藝問題，不但影響制品的外觀質量和使用壽命，而且影響膠料半成品的加工性能和工藝性能，近20 年來，廣大科技工作者對橡膠噴霜問題進行了大量的探討和研究。筆者試圖從解決橡膠制品及其半成品和科研工作中的樣品膠料經常會遇到的噴霜質量問題方面入手，綜述了橡膠的噴霜原因、機理及其防護研究的進展，并提出相關的建議，希望達到拋磚引玉的效果，供業內人士借鑒。
橡膠噴霜的原因及機理
噴霜的原因及機理十分復雜，但歸根結底是配合劑常溫下在橡膠中的溶解度問題，橡膠內部配合劑析出，就形成了噴霜。另外，還涉及到相態理論、溶脹理論以及運動濃度等理論科學。據研究表明，橡膠的分子結構對橡膠的大分子結構、分子量、硫化膠的交聯網絡結構以及硫化膠（或產品）的性能有直接的聯系，下面主要概述分子結構等對橡膠噴霜的影響原因及機理。
一、配方設計問題
配方設計不當會引起諸如飽和噴出：常見于硫磺，促進劑，活性劑，防老劑；遷移噴出：常見于加工助劑，遷移性防老劑，抗靜電劑；生成噴出：常見于硫磺硫化體系中促進劑并用反應生成物；反應滯留：常見于有機過氧化物硫化體系低分子物質過量；應力噴出：常見于無機填料如碳酸鈣等。
二、工藝操作問題
由于塑煉過程中分子結構的變化造成塑煉后的橡膠彈性會減小，塑性增大，溶解度增大，噴霜現象相對會減少，如果塑煉不到規定的程度就會發生噴霜。此外，塑混煉的輥溫高時，分子伸張，運動加快，分子內和分子間的空隙加大，此時熱可塑性增強，即相對可塑度增大，工廠俗稱假可塑度。這樣，雖然配合劑溶進膠料的速度加快，混煉進程也因此加快了，但混煉一結束，膠料經過冷卻，有的己溶進的配合劑，達到過飽和狀態，因而容易產生向表面遷移的運動，形成噴霜。故膠料混煉在高溫下進行比在低溫下進行易產生噴霜。此外，混煉不均造成配合劑分散不均勻，局部過飽和而噴霜。還有稱量不準確、硫化溫度過低或過高、硫化時間不夠和脫模及洗模水操作不當等，都會造成橡膠噴霜。
三、原材料質量波動
因產地材質不同、制法不同、工藝不同、批量不同造成原材料有很大差別；生膠的合成工藝：聚合溫度，催化劑，合成單體等的差異，會引起溶解度的不同；原材料的純度、水分、灰分、pH、物理性能等發生變化，這些都會導致橡膠的噴霜現象發生。此外，不同膠種對噴霜也有影響。
1、儲存條件差
橡膠儲存時如果受壓力較大，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，從而導致噴霜；儲存時間越長，橡膠表面噴霜越明顯，由于儲存環境中空氣的溫度和濕度隨著季節的變化而不同，并且差別較大，極易造成配合劑的溶解度發生變化，從而導致噴霜。
2、橡膠老化
橡膠老化大都導致硫化膠完整的均衡的網狀結構發生破壞，從而也破壞了橡膠體系內各種配合劑與生膠分子以及配合劑之間的化學的或物理的結合，降低了配合劑在橡膠體系內的溶解度。因此，那些局部處于過飽和狀態的配合劑便會從橡膠中游離析出，形成噴霜。
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