橡膠加工中，橡膠模具結(jié)垢問題

【橡膠技術(shù)網(wǎng) - 技術(shù)文章】

橡膠加工工業(yè)中，模具結(jié)垢問題是一個(gè)常見的現(xiàn)象。硫化過程中模具壁面上形成一層沉積物，并在隨后的生產(chǎn)循環(huán)中逐漸積累。先前的文獻(xiàn)論述過引起模具結(jié)垢的各種因素的影響�，F(xiàn)在發(fā)現(xiàn)：對(duì)于在聚合體橡膠混合物中所包含的各種硫化物(和氧化鋅)來說，硫化鋅是硫化過程中引起結(jié)垢的最煩人的反應(yīng)副產(chǎn)物。沒有一種半 - 永久的脫模劑或永久性的(金屬)覆蓋層可以避免這種沉積。結(jié)論是 ：結(jié)垢最初是由附著在模具上的硫化鋅(無機(jī)的沉積物)引起的，并形成一個(gè)灰色的沉積層。作為溫度的函數(shù)，混合物中低分子量的成份附著在硫化鋅的微晶體上，并引起第二階段的沉積(有機(jī)沉積)。在一定時(shí)間內(nèi)形成氧化產(chǎn)物，并引起碳的沉積。

　　通過了解模具結(jié)垢的原因和模具的金屬表面硫化鋅微晶體形成的內(nèi)在機(jī)制，有可能產(chǎn)生一種對(duì)目前的加工處理過程適用的辦法，來降低硫化鋅的形成，從而防止模具結(jié)垢。通過對(duì)結(jié)垢原因的研究，減少這種現(xiàn)象是很有可能的。 有兩種可能的解決辦法來防止或減少污垢的形成 : 改變混合物的成份或改進(jìn)模子的表面。 改變混合物成份減少模垢 由于氧化鋅或硫化合而引起的模垢必須減少或被消除。大多數(shù)的沉積物與高含量的硫化物和氧化鋅有關(guān)，而這些成份又通常要在輪胎橡膠產(chǎn)品中應(yīng)用。按體積計(jì)，輪胎是全球橡膠產(chǎn)品中最大的一種(達(dá)到 75% )。因此，大多數(shù)的實(shí)驗(yàn)是用常用于輪胎生產(chǎn)中的 NR/BR 化合物和 SBR 化合物的混合料來進(jìn)行的。在通過改變混合物成份減少模垢方面，考察了硫化鋅的影響、短期的硫化實(shí)驗(yàn)、和化合物成份的影響。 ◆ 硫化鋅的確定 本研究從考察硫化鋅的形成開始，這是產(chǎn)生最初的污垢的根源。硫化實(shí)驗(yàn)顯示有硫化鋅在金屬表面形成。通過放大 1000 倍的顯微鏡檢測(cè)內(nèi)插件的沉積物，確定可見的最初微晶體，然后用 RMA 方法( Rontgen micro analysis )分析，如圖 1 所示。 RMA 元素分析檢測(cè)到有鋅和硫的存在。根據(jù)檢測(cè)到的硫和鋅的比例得出結(jié)論 ：微晶主要是由不可溶解的硫化鋅組成的(圖 2 )。為了確定的硫化鋅的存在，用一種物理的分析方法( AP-TPR )分析硫化后混合物中 H2S 的含量(間接方法)。一個(gè)模壓硫化實(shí)驗(yàn)用來確定在有鐵存在的情況下硫化鋅的形成過程，該實(shí)驗(yàn)是在密閉管道中在 200 ℃和無氧的條件下進(jìn)行的，試管中含有異三十烷、氧化鋅、硫和高表面積的元素鐵。在該實(shí)驗(yàn)中，借助 RMA 同樣檢測(cè)到硫化鋅。正如期待的一樣，兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都得出有硫化鋅形成的結(jié)果。然而，沒有證據(jù)表明，硫化鋅是在混合物和模子的界面上形成的，或者 ZnS 是在硫化過程中作為鋅和硫的反應(yīng)副產(chǎn)物而形成的。 為了確定橡膠混合物中硫化鋅的含量，應(yīng)用了另外一種方法。模壓的橡膠在低溫下磨碎，制成小顆粒，再用丙酮提取，并用鹽酸和乙酸的混合物處理，金屬硫化物就分解了。產(chǎn)生的硫化氫用醋酸鎘緩沖溶液吸收，用碘量法測(cè)定所形成的硫化鎘。此外，將被萃取的橡膠在微波爐中在硫酸和硝酸中水解。水解液用 ICP-ES 進(jìn)行元素掃描。 從這些結(jié)果可以得出結(jié)論：硫化鋅是作為氧化鋅和硫的反應(yīng)產(chǎn)物而形成的。在硫化生產(chǎn)中，這個(gè)反應(yīng)產(chǎn)物對(duì)橡膠產(chǎn)品和模具表面之間硫化鋅微晶體的形成是存在的和有用的。