發泡膠擠出管的硫化與發泡機理

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 一、發泡膠擠出管的硫化與發泡機理

1、硫化與發泡的配合

硫化速度與發泡速度要相匹配。不可一方大幅度快于另一方。

硫化速度過快：發泡劑因受硫化膠強大的機械力無法成功分解出將膠料發泡。

硫化速度過慢：發泡劑在膠料完全或接近與完全未硫化的狀態下分解出氣體將膠料發泡，但同時膠料的表面也被氣體沖破，以至膠管表面不平整或有氣孔。

兩速度的對比：一般硫化速度需略快于發泡速度，這樣一個保證膠管表面的光滑，二可讓發泡劑順利分解出氣體將膠料發泡。

2、膠管的發泡過程

微波：膠管的發泡主要由微波加熱完成。利用微波的熱輻射將膠管從內到外加熱，當膠管內部剛開始受熱發泡時，膠管靠外的膠料相對溫度還較低不至于完全硫化導致膠管發不起來。這樣從內到外的加熱方式保證了膠管能夠順利發泡。

在微波對膠管加熱發泡的同時也伴隨著硫化，只是此時的硫化沒有達到最終的硫化深度。從微波出來后再進入熱空氣加熱段將膠管完成最后的硫化。以完成膠管的硫化與發泡。

二、配方設計

1、生膠

生膠的選擇，主要需考慮 挺性 流動性 硫化速度

挺性：為了能達到需要的挺性不讓膠料在硫化曹傳輸過程中，因為膠料自身重量受壓而導致膠料變形。生膠須選用門尼較高的牌號。

流動性：為了達到擠出所需要的流動性，在選擇生膠時因考慮用門尼較低的牌號

硫化速度：由于發泡膠通常需要的硫化速度較快，為了滿足硫化速度的需要，在選擇生膠時需要用第三單體含量較高的牌號。

中合各種因素：我們必須根據膠管的壁厚與大小需要進行選擇。一般情況都選用門尼較高的生膠。也可高底門尼混用。

2、補強劑

一般我們為了膠料的流動性著想，都選用流動性較好的碳黑，比如N550

注：為了膠料的流動性，也可加入一定量的流動助劑。

3、硫化體系

發泡膠管的硫化體系通常要求都很快。必須用到大量的超促及超超促。其中TDEC(TL)效果為佳。速度很快焦燒短。其弊端為存放不安全。

為了使分解出氣體更容易將膠料發泡，我們在設計硫化體系時還因注意交聯密度問題。交聯密度太大不利于發泡。如將硫磺用量降低就是比較好的方法。

4、發泡劑

在選擇發泡劑時應注意發泡劑的分解溫度和發氣量。

發泡劑分解溫度過低：易導致發泡先于硫化，不利于膠管的表面光潔。

發泡劑分解溫度過高：易導致發泡后于硫化，不利于膠管順利發泡。

發氣量：選發氣量穩定的發泡劑為宜，若發氣量因溫度的變化而波動很大的發泡劑不利于膠管尺寸的把握。

注：一般常用的發泡劑有AC H OT

三、煉膠

1、清潔

煉膠的清潔尤為重要，煉膠過程若由于器具不清潔而混入雜質或其它膠料有引起膠管硫化后表面不光潔或氣孔不均勻。

2、膠料停放

膠料混煉完成后(未加入硫化體系及發泡劑)停放24小時后再返煉加硫后使用為佳。膠料停放一定時間后使用有利于配合劑的分散。

四、工藝

1、擠出機

開始向擠出機喂料時，螺桿旋轉速度應開慢些。以免由于螺桿前端在機筒里空轉而磨傷螺桿。

擠出機溫度控制，一般在70℃左右。溫度應從喂料段到膠管出口遞增。擠出機的溫度其一可以增加膠料塑性，二是為了給膠料預熱。

擠出機溫度的高低對膠管發泡有一頂影響。適當的預熱可以幫助微波段更迅速的發泡。但擠出機溫度過高的話將影響膠料的焦燒，反而對發泡不利。

擠出速度一定要和第一段硫化槽傳送速度相匹配， 擠出速度過快膠管會向地面掉，而過慢會和硫化槽的傳送形成拉扯，將膠管拉細。

2、第一段高溫

第一段名為高溫，這段較其它三段短。其作用是利用這段的高溫將膠管表皮結皮，而不過多對膠管內部產生作用。

3、微波段

微波段，也有熱空氣，但其最主要是利用微波輻射將膠管從內到外加熱。大量的微波使膠料內部迅速升溫而引發發泡劑的分解將膠管發泡。由于這段加熱是從內到外，所以分解發泡也由內至外。避免了因為膠管外部已經硫化而導致無法發泡。

4、熱空氣

第三段和第四段均為熱空氣硫化。從第二段微波硫化槽出來的膠管已經較為充分的發泡了，但硫化深度不夠，進入第三和四段進行最后的硫化。這兩段主要是膠料的硫化，當然同時也伴隨著一定的發泡。

5、冷卻與剪切

從第四段出來的膠管已經完成了所有的硫化與發泡，進入冷卻槽進行水冷。冷卻后再按照尺寸剪切成需要長度。成品就完成了。

附加

1、各硫化槽傳輸速度的匹配

從第一段高溫到第四段熱空氣硫化，其傳輸速度是遞增的，由于膠管經過每一段其尺寸都在變大，所以速度不遞增的話膠管在硫化槽內會彎曲并堵塞。導致膠管出來后不直，甚至在硫化槽內長時間堵塞還會起火。具體是傳輸速度要根據生產時的實際情況調節。

2、微波控制膠管發泡量

微波量的大小可直接影響膠管的發泡率，一般微波越大則發泡量就越大，反之則越小。

3、硫化槽傳輸速度對影響膠管尺寸的影響

適當的加大硫化槽的速度比，可以讓膠管在硫化槽中形成拉扯，可讓膠管尺寸有一定變小。此辦法有時可用來調節發泡管的尺寸。