橡膠噴霜原因及其預防
發布時間：2015-01-08 19:30:33 人瀏覽
來源： 橡膠技術網
在橡膠制品質量方面，表面噴霜是一種較嚴重且較常見的外觀質量問題，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，同樣會造成噴霜現象。）1: 橡膠噴霜的原因橡膠噴霜是由于橡膠內部配合劑達到過飽和狀態后，橡膠近表層的配合劑首先析出，再由內層向表層遷移析出，當配合劑在橡膠中降低到其飽和狀態時，析出過程才告結束。使配合劑達到過飽和狀態，導致橡膠噴霜的主要原因有：膠料配方設計不當，工藝操作不妥，原材料質量波動，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部遷移到橡膠表面的現象。因此橡膠內部配合劑析出，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，而形成一層蠟膜。噴油是軟化劑、增粘劑、潤滑劑、增塑劑等液態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，有時卻是以兩種或三種形式同時出現。
3: 可能形成橡膠噴霜的操作
3a 配方設計不當
配方設計不當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到過飽和狀態，由于配合劑在橡膠中最終要達到飽和狀態，在趨于飽和狀態過程中，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，配方設計不當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
膠料生產時，首先配合劑稱量要準確，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，達到過飽和狀態，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，便達到過飽和狀態，就造成噴霜，此種噴霜也稱噴硫。
3c 原材料質量波動
橡膠工業原材料包括兩大類，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格中同一配合劑的溶解度也不同，即使產品樣本上數據幾乎相同的生膠，因生產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。
生膠質量發生波動就會引起生膠極性、結晶性、分子結構、分子量分布、門尼粘度，灰分、揮發分、物理性能等發生變化。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構與性能，那么生膠質量發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，便會發生噴霜現象。
橡膠用配合劑大都屬于工業品，純度不高其成分與我們通常所說的化學藥品有很大不同。硫化促進劑和防老化劑等化學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在制造中混入很多雜質。輕鈣、陶土等物質因產地材質不同、制法不同、工藝不同、批量不同而有很大差別。配合劑質量發生波動就會引起其純度、水分、灰分、pH值、物理性能等發生變化，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結構、極性、結晶性、分子量大小及分布、溶解度或溶解度參數等有關外，還與貯存時的溫度、壓力、濕度、時間有關。
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準溫度，配合劑的用量就可能達到最大用量；而在低于標準溫度時就不能用到最大用量，否則橡膠表面就會出現噴霜。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。
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