十年心血，噴霜及實際生產(chǎn)中的有效控制

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　　噴霜問題與實際生產(chǎn)中的有效控制
    　　　　　　　　　　　作者：清高

　　噴霜是日常生產(chǎn)中最常見的問題之一，發(fā)生噴霜的主要原因是配方工藝不成熟，生產(chǎn)加工工藝不規(guī)范，管理不善等因素所造成的。但也有些噴霜，是隨著產(chǎn)品工藝要求的苛刻，配方工藝無法做到面面具到。潛在的隱患在特定的條件下爆發(fā)出來的。而劫劫在這方面出現(xiàn)的噴霜問題往往最難解決，最難分析出原因的。

　　噴霜一般以噴粉、噴油、噴蠟三種形式遷移到橡膠的表面。噴霜不但影響外觀，而且影響膠料的工藝性能及硫化膠的物理性能。嚴重的直接會影響產(chǎn)品的物性，及老化性能。

　　有的噴霜會在幾個月后或更長的時間出現(xiàn)，會誤導產(chǎn)品綜合物性的測試指標。一旦批量生產(chǎn)將給企業(yè)帶來重大的經(jīng)濟損失。如硫磺、促進等噴霜還會引起加工過程的焦燒，使膠料的物性迅速下降。

　　導至噴霜的原因主要是配合劑在膠料中發(fā)生過飽或一需分子量較小的不相容化合物遷出表面所造成的。一些相容性配合劑，當超過溶解度時總是由高濃度的地方向低濃度的方向遷移。在遷移過程中帶動一些不相容的化合物，一起擴散。他會有很長的時間不斷地擴散，直到飽和狀態(tài)，噴霜過程才會停止。在整個擴散進程中它最終全部擴散到表面，就形成了噴霜。造成配合劑過保和的主要原因是配方設(shè)計不合理。是一些配合劑用量過多，超過了其最大用量。在一定的壓力、溫度下硫化時，無法全部容解，在橡膠中呈過保和狀態(tài)，不容解的一部份就會遷移到表面，在光照、紫外線、溫度及其它特殊環(huán)的境下加速了它的遷移進程。噴霜跟橡膠的交鏈密度，分子結(jié)構(gòu)都有直接的關(guān)系。一般來說交聯(lián)密度大，噴霜會好一點，這主要是交聯(lián)密度大，一些分子量較大的配合劑或晶體，不易突破橡膠的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。總的來說橡膠的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)越密。一些分子量較大的過保和配合劑及不相容晶體，難以突破他的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。抑制噴霜的效果就會好一點。不同的橡膠 不同的配合劑的容解度都不同的，所以作為一名配方設(shè)計師在設(shè)計配方時必須要充分考濾各種橡膠對各種配合劑的溶解度，才能有效地控制噴霜。

　　但是往往在實際生產(chǎn)要求時，是不能完全按配方設(shè)計師的意原來決定的，他受到了，成本、物性的特殊要求、設(shè)備、模具結(jié)構(gòu)等因素的限制。對配方的設(shè)計帶來了極大的因難。不同的產(chǎn)品有著不同的要求。設(shè)計師往往首先考濾的是重要的物性指標，一些配合劑不得以只好設(shè)計在臨界保和狀態(tài)，有的配方為了降低硬度只好讓產(chǎn)品噴點軟化劑。當受到外界環(huán)境的影響，出現(xiàn)的噴霜也不足為奇。噴粉、噴臘、噴油都會對產(chǎn)品帶來不同的危害。噴粉是任何產(chǎn)品都是不允許出現(xiàn)的，出現(xiàn)噴粉的制品就是外行也能看出橡膠配方工藝的不成熟、產(chǎn)品的擋次低下。噴粉一般有噴硫黃、促進劑、樹脂、防老劑、填充劑。硫黃的噴出一般是用量過高、欠硫等因素造成的，只要有效地控制用量是不會噴出的。當用量太少無法滿足產(chǎn)品要求時，可以用不容性硫黃，半有效硫化體系、有效硫化體系、硫載體硫化體系等。促進劑噴出在日常生產(chǎn)中較多，主要在三個方面，1.配方中用量過多，這種原因很多；有設(shè)計師技術(shù)不成熟，原始配方設(shè)計的直接問題。有為了降低成本，提高產(chǎn)量，酸性填充用量過多，因提高硫速，促進劑用量在臨界狀態(tài)或過保和。當受到外界條件的變化時，會出現(xiàn)的噴霜現(xiàn)象。有原材料不穩(wěn)定。在調(diào)控硫變速度時，調(diào)節(jié)不當促進增加太多所造成的。這種現(xiàn)象在單用或兩種促進劑并用體系中經(jīng)常出現(xiàn)。為了不讓促進劑產(chǎn)生過保和，應該選用三種或四種以上促進并用。用酸性促進作硫化體系時，可以加入少量堿性促進劑進行活化，用堿性促進劑硫化體系中可以用少量的酸性促進劑進行活化。中性促進劑不易噴霜但必要時也可以和多種酸性促進劑一起并用。一條原則就是不讓促進劑過保和。

　　樹脂在橡膠中的容解度很小，在橡膠中很不穩(wěn)定，它與橡膠的交聯(lián)密度及橡膠的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)有關(guān)，加得較多它不一定噴出，有時加得及少很可能遷出。樹脂的遷出不但跟自身的容解度有關(guān)，而且跟老化體系，交聯(lián)密度有直接的關(guān)系。樹脂的分子較大，有時過保和時它的分子無法突破橡膠的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)是不遷出的。當橡膠的老化體系被破壞或欠硫等因素的影響下，樹脂會迅速突破網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)噴到表面。樹脂的噴出有時跟噴軟化劑有著連帶關(guān)系。噴軟化劑會徹底破壞橡膠的老化體系。由于老化體系的破壞，過保的和或不相容樹脂就會迅速遷移到表面。

　　防老劑的噴出，防老劑的噴出一般是用量過多所造成的，往往是為了追求理想的老化性能超量使用而出現(xiàn)的噴霜。為了解決這一問題應有效并用多種防老劑減少單一防老劑的用量以求達到不噴的目的。

　　噴臘表面上看只要有效地控制臘的用量一般不超過2份就能完好地解決問題，但事實并非如此，往往最容易讓人錯覺，在橡膠材料中有許多是載臘體，如50%固體桂烷SI69，A189等含臘量達48%以上。工業(yè)凡士林含臘30%左右，醫(yī)用凡士林含臘40%左右，還有很多載體都有相當?shù)暮俊Ｔ诓牧线\用中一不小心就會出現(xiàn)噴臘現(xiàn)象。

　　噴填充料也上日常生產(chǎn)中是常見問題之一，最常用的如陶土、碳酸鈣之類，像這類填充劑它是一種微小的晶體顆粒，它的體積遠大于一般正常的橡膠分子網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，本身是不會遷移的，當其它配合劑不平恒遷移時，會帶動遷移到表面。填充劑和橡膠有一定的吸符作用。不同橡膠品種對不同的填充劑有不同的吸符作用。比如天然膠對陶土的吸符作用強，可以增加陶土的填充量。合成橡膠對碳酸鈣的吸符作用強，可以增加碳酸鈣的填充量。選用多種填充搭配充量是一種最有效的防噴出辦法。

　　顏料的噴出也是一個不可輕視的因素，有的顏料幾乎不容解于橡膠，不但它本身就會遷移到表面，破壞了橡膠的老化體系，有時它還會擴散到橡膠的連接體，影響整件產(chǎn)品的外觀，危害及大。有的顏料如群青等，它本身是一種載硫體，用量過大時不但易噴硫，而且還會引起焦燒。

　　噴油是日常生產(chǎn)中最常見的問題之一。配合劑中油類的大量增加是大部份小型企業(yè)最常用的辦法之一，因為增加填充油，不但有利于降低體積成本，而且膠料分散性好、硫動性強，生產(chǎn)的制品簿。噴出表面外觀影響不大。是它們最常用的一種降本辦法。但噴油的危害也是極大的，噴油會使橡膠的防老體系嚴重損傷。大量的噴出會嚴重破壞橡膠的網(wǎng)狀分子結(jié)構(gòu)，在噴油過程中會大量地帶出像樹脂類等一些不保和化合物。以及碳酸鈣、陶土。白炭黑等晶體。是出現(xiàn)間接噴霜的主要原因。大量的噴油會使制品在幾周或更短時間內(nèi)硬度迅速上升。老化性能迅速下降。這種現(xiàn)象在30度膠輥制品中是最常見的。

　　綜合上述原因噴霜主要在二個方面體現(xiàn)出來，第一個方面是配合劑超過橡膠容解度遷移到表面如一般的噴硫。噴促進劑、噴臘。噴油等 第二個方面是橡膠的膠聯(lián)密度過低造成的，這使一些不保和化合物及粉狀晶體遷移的主要原因，欠硫及過量地填充會使橡膠的膠聯(lián)密度降低。也是噴霜的主要原因之一。

　　我做的工業(yè)產(chǎn)品配方很多，除了欠硫。要有5-6年沒見過噴霜了，有很多資料上都說夏季易噴霜的原因，各有各的說法不同，但橡膠及配合劑的容解度是隨著溫度上升而提高的。很多說法雖有理由，是站不住腳根的，我認為還是配方不合理，夏天外界條件差，溫度高，加快了產(chǎn)品初期老化的進程，由于產(chǎn)品的老化破壞了橡膠的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。某些在臨界狀態(tài)的配合劑及粉狀晶體大大地縮短了遷出的時間，它們會突破了橡膠的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，迅速噴到表面。這就是夏季噴霜的主要原因。解決噴霜問題已不是單純的控制配合劑容解度問題，而是涉及到方面面。是整個配方的靈活運用的藝術(shù)問題。噴霜問題目前世界上沒有人能完全撐握。還是一個值得繼續(xù)研究的課題。