關于模壓橡膠制品模具污染的探討

    作者 武可遷，信息發布：橡膠技術網
 

    在模壓橡膠制品生產加工中，模具是控制和保證產品幾何形狀、裝配尺寸和滿足產品公差要求的重要工具。模具的好壞直接決定著橡膠產品的尺寸精度和外觀質量。眾所周知，橡膠產品是由生膠與眾多不同性質的配合劑加以混煉好，在高溫高壓下，把膠料送入一定形狀的模具模腔內，并使其流動，使配合膠料充滿設計好的形腔溝槽內，經過交聯反應，使之成為有使用價值的硫化膠產品。由于模具多是以中碳鋼P20或45號鋼加工而成，在高溫下使用，屬于熱作性模具，存在著幾種不同被損現象，首先模具內因熱氧作用，會出現一些氧化污染斑點，，如是非極性橡膠，則會軟化降解，粘在模具型腔表面，若是極性橡膠，則會出現硬化斑點。還有的是混煉膠中的某些配合劑和低分子物質在熱硫化反應過程中的生成物逐漸產生沉積，還有一種是某些膠種如氯丁橡膠、氯磺化聚乙烯橡膠、氟橡膠等，在硫化反應時產生的有害氣體及鹵元素及其化合物如HCl，金屬氯化物，H2S，等對模腔的腐蝕。污染和腐蝕模具，都對硫化的橡膠產品外觀和內在質量有很大影響，并導致不能完成生產作業。造成模具被污染和腐蝕，存在著諸多因素。除上述橡膠材料及配合劑的因素外，還有硫化條件、模具鍍層材料，模具表面光潔度，表面處理，膠料放置的溫濕度及連續硫化作間長短有關。

 

    如果以權重觀點分析，模具被污染和腐蝕的重點還是要從配合劑方面去查找分析。

 

    模具型腔表面被污染和被腐蝕過程，普遍認為有三個階段。第一階段，引起模具型腔表面污染的各種橡膠硫化助劑，在高溫條件作用下，與橡膠進行硫化反應，這些反應生成物開始從膠料內部向模具型腔表面轉移：第二階段，這些能夠對模具產生污染的物質，通過粘附和沉積的機理對金屬模具表面產生污染，這些生成物，經高溫和氧作用，會產生堅硬的氧化物很難去除。第三階段，這些污染物，隨著模具的連續長期使用，受熱氧化而變質，有的附著在模具上，有的會被粘在硫化橡膠產品上，導致產品雜質，斷裂。從實踐中發現，在聚合反應生成合成橡膠過程，將具有防護功能的單體與橡膠共聚或接枝在橡膠上，這些非橡膠低分子物質，經熱反應，也容易析出污染模具。非鹵素系橡膠腐蝕污染性輕些，在丁腈橡膠中，高丙烯腈含量，對模具型腔污染大。在丁苯橡膠中，用松香系聚合的1500系列對模具污染大。而在橡膠配合助劑中，以硫化體系配合劑對模具型腔造成的污染最大，其中如硫黃，氧化鋅和一些溶解度低的促進劑最易產生污染。還有一些遷移性防老劑，硫化活性劑硬脂酸，以及外隔離劑如聚硅氧烷系［溶劑型，，乳液型，氣溶膠型，復合型，烘烤型，］滑石粉、石蠟系［天然，合成］，氟系［溶劑型，水溶性型，粉末型，薄膜型］等，對模具型腔污染也大。尤其是石蠟系對模具型腔污染非常嚴重。在模具方面，光潔度高的，經過電鍍的不易被污染，一些要求啞光或經噴砂達到麻面效果的模具，極易容留污染物。在硫化工藝過程中，工作環境氣溫高或工作環境相對濕度大，以及硫化溫度過高，都會對造成模具被污有一定影響。

 

    當我們知道了模具型腔被污染的原因后，就可以采取應對措施。如在配方設計上，采用與橡膠相容性好的，低分子物質少的，不易遷移析出的配合劑，就能使模具型腔污染情況得到改善。在防止二烯烴類橡膠被污染的有效配合劑有巰基苯并－1，3－噻唑的鈣鹽、鋁鹽：8－羥基－1－萘硫醇；二甲基二硫代氨基甲酸以及與有機磷酸酯鋁鹽的并用物：和8－羥基喹啉及其與脂肪羧酸鈣鹽的并用物等。

 

    在模具型腔結構設計方面，一定要考慮流膠槽通暢，即使出現污染點，也會在其硫化過程中被剝離掉。另外還要注意對模具型腔各處進行噴砂處理時，也會造成模具型腔表面有凹凸條紋，當橡膠膠料在硫化定型流入凹下條紋時會產生＂投錨＂效果，導致出現與橡膠粘接的現象，造成對模具型腔的污染。針對此種現象，可采用對模具型腔的表面進行鍍鉻處理、鎢鉻鍍層處理、釩鈷合金鍍層處理等方法去改善模具型腔汚染。

 

    綜上所述，模壓制品的模具型腔污染問題，是常見性的。時有發生。除上采用上述的一些對策盡量減少模具污染程度和出現頻次外，只有對被污染的模具型腔進行因地制宜，量力而行的清洗了。目前的清洗方法有機械清洗，［濕式、干式、手工研磨拋光］。化學清洗，超聲波清洗。最普遍常用的是化學清洗［包括酸洗法和堿洗法］，但是要注意環保和操作人員的個人防護。目前市場上還有各種類型的洗模液，洗模膠出售，不妨一試。對于模具型腔因硫化反應而被污染的問題，人們還在不斷去研究探索更好的方法去改善。