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橡膠加工中的問題及其解決方法

日期:2024-09-01 10:18
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摘要:橡膠加工中的問題及其解決方法 在橡膠加工過程中,會經(jīng)常產(chǎn)生某些質量問題,妨礙了生產(chǎn)作業(yè)的順利進行。由於現(xiàn)在的勞務費用高,在停工待料期間的損失頗大。若對大部分屬於同一類型的問題采取相應的措施,就可解決這些問題。以下就筆者的經(jīng)驗介紹解決的方法。 下文主要介紹硫黃分散不均,噴霜,焦燒等質量問題的處理方法。 1 硫黃分散不均,有麻點(凝集物)現(xiàn)象 這是一個既老又新的問題,我們的前輩理應解決了的問題現(xiàn)在又舊事重提。 將入庫的硫黃放置在水泥板上,從防潮的角度看不是好辦法,一定要將它放在...
橡膠加工中的問題及其解決方法
   
在橡膠加工過程中,會經(jīng)常產(chǎn)生某些質量問題,妨礙了生產(chǎn)作業(yè)的順利進行。由於現(xiàn)在的勞務費用高,在停工待料期間的損失頗大。若對大部分屬於同一類型的問題采取相應的措施,就可解決這些問題。以下就筆者的經(jīng)驗介紹解決的方法。

下文主要介紹硫黃分散不均,噴霜,焦燒等質量問題的處理方法。

1 硫黃分散不均,有麻點(凝集物)現(xiàn)象

    這是一個既老又新的問題,我們的前輩理應解決了的問題現(xiàn)在又舊事重提。

將入庫的硫黃放置在水泥板上,從防潮的角度看不是好辦法,一定要將它放在席子或墊板上,在計量前將其過篩是預防產(chǎn)生結塊的有效方法,這時不必用太細的篩子,用40目或20目的即可,隻要能將粉末狀硫黃中的結塊打碎就可以了。另外,在一次硫黃添加量較少的情況下,在開煉機上麵邊過篩邊添加為好,在這種場合,即使篩目粗一些也是可以的。

   在使用傳統(tǒng)的方法時,先將盛在盤子中的硫黃擱在一邊,再放入等容積的輕質碳酸鈣或白呈粉,攪拌均勻後在開煉機上進行添加,雖然這是一種簡便的做法,但冇有比這更好的方法。此處簡單介紹一下什麼是白呈粉,將牡蝠殼、貝殼堆放在室外的水泥板上,任其風吹日曬雨淋,放置2-3年後,裡麵的有機物質被分解除去,成為雪白的隻有鈣成分的物質,將其粉碎後就是白呈粉,該粉料除了可用於橡膠外,還可用於其他方麵。

   在配合了大量硬質陶土的橡膠中,不知是何種原因造成硫黃分散不均。儘管人們想出了許多辦法,但仍未奏效。我們將配合了與硫黃等質量份的硬質陶土之母煉膠用捏和機進行混合,再用該公司自製的40L捏煉機(轉速約為30rpm /m in)進行約1h的混和,使用這樣的母煉膠,未發(fā)現(xiàn)硫黃顆粒,可以說這是僥幸成功的實例。

   自製的硫黃母煉膠是供該公司本身使用的。但是,公司內(nèi)所有橡膠一旦都使用母煉膠的話,則其用量會過大,品種繁多,需要專門加工母煉膠的煉膠機,這樣做費時費力。於是,除了目前尚未發(fā)生問題的混煉膠及允許有少許硫黃顆粒的混煉膠外,隻對確實有需要的膠料才使用硫黃母煉膠。我們使用含100質量份橡膠,50質量份硫黃的母煉膠,因此,母煉膠中含有三分之一的硫黃,相當於三倍的硫黃添加量。

製備母煉膠用的橡膠,起始是使用NR,但一到冬季,橡膠就變硬,不易切成小塊。根據(jù)經(jīng)驗,我們采用NR 50份,BR50份進行共混,使該問題得以解決。


    現(xiàn)在市場上已有硫黃母煉膠出售,使用非常方便,雖然成本略有提高,但可根據(jù)其性價比來決定是否采用。

   另外,還有一種稱之為多硫化物(東洋化學公司製造)的樹脂狀硫黃,該硫黃為黃色脆塊,在開煉機上熔融後再分散到橡膠中去,常被用於膠球等橡膠製品。

用密煉機煉畢的膠料排到壓片機上時,其溫度可達到140℃以上,若膠料處於高溫狀態(tài)下添加硫黃,則會有一部份硫黃在橡膠中熔融,成液態(tài)狀,如果硫黃以液態(tài)分散於橡膠中是冇有問題的,但是一旦膠料在壓片機上由於冷卻作用使膠溫下降,熔融的硫黃就會成為塊狀,以結塊的形式進入膠料中,形成象火柴頭大小的硫黃顆粒。這樣一來,硫黃顆粒就不會進行更進一步的分散,而以小塊形狀存在於膠料中,即使重新煉膠也不會改變。因此,要等到橡膠溫度降到70℃以下時再添加硫黃為宜。


   市場上出售的硫黃粉,有200目與300目之分。300目的粒子細,人們往往認為它分散性良好而喜歡采用。但是是否確實如此要通過試驗來加以證明。

我們在試驗中對100質量份的NR進行塑煉,(儘量采用當片膠或SMRSL),向該塑煉膠中添加3質量份硫黃。然後再將該膠料投入試驗用開煉機上,將輥距調(diào)至*小狀態(tài)。把包在前輥上的膠片切下,膠片收縮,得不到表觀良好的膠片。為此,可停下煉膠機,在包在前輥上的膠片上貼一張約10cm見方的玻璃紙,然後切下該膠片,這樣即可防止膠片收縮,製成顯微鏡用試片,若用400倍左右倍率的顯微鏡即能夠觀察到硫黃粒子。按照300目硫黃的性價比其作用已不言而喻,該文作者認為,就橡膠製品的多半用途而言,采用200目的硫黃即能滿足要求。

   30多年前橡膠用硫黃粉末的原料是從硫黃礦山中采集的硫黃,統(tǒng)稱為礦物硫黃;現(xiàn)在用的硫黃幾乎全部是從石油精煉中得到的回收硫黃,礦物硫黃的結晶粒子大且柔軟,容易粉碎;回收硫黃由於結晶粒子小且堅硬,因而難以粉碎。由於回收硫黃的硫黃粉容易結塊,所以要添加微量的防粘劑。另外,也有麵向輪胎廠的一種添加了3%操作油的包裹硫黃。

   眾所周知,硫黃在NBR中分散性較差,製造黑色製品時並不怎麼引人注意,但在製造淺色橡膠製品時會出現(xiàn)黑褐色斑點,十分難看。也許這是一個老問題,但現(xiàn)在可以從市場上購買硫黃母煉膠,如果具有要求洽談中不能解決,可試用以下方法。

   把NBR投入開煉機,添加硫黃混煉,輥筒溫度上升,硫黃溶解於橡膠之中。然後將該膠料出片冷卻,到**天重新再用開煉機回煉,按常規(guī)方法添加各種配合劑,*後添加硫化促進劑均勻混煉,若采用該方法可****。


2 硫黃噴霜

   橡膠中的硫黃向其表麵遷移並在表麵形成結晶,這種現(xiàn)象稱之為噴霜。不論是未硫化膠或硫化膠都會發(fā)生這種現(xiàn)象。

   未硫化膠發(fā)生噴霜時,對膠料的粘接會帶來困難,導致粘接不佳;若噴霜現(xiàn)象嚴重,在製造模壓製品或移模注片製品時,噴出的硫黃會滯留在橫具的凹陷部,這樣,容易形成缺膠。這是由於硫黃在短時間內(nèi)不能溶解於橡膠中造成的。

   防止未硫化橡膠噴霜的**項措施是減少硫黃的配合量,但減少硫黃配合量後,硫化膠的彈性模量會急劇下降,硬度也降低。因此,減少硫黃配合量要慎重。該文作者認為半成品膠料的硫黃配合量可降低到2份這樣的臨界點。

   假如不減少硫黃量,則可以通過添加不溶性硫黃來解決該問題。若不能把全部硫黃換成不溶性硫黃,可將一半硫黃置換成不溶性硫黃。這樣幾乎可達到預期的目的。

以上方法,適用於麵向外加工的工廠所用的未硫化膠。外加工工廠,不會象作者本公司的工廠那樣嚴格管理,入庫的原材料經(jīng)過數(shù)日後仍存放在庫房裡未使用,尤其存放在寒冷的庫房裡,這樣會誘發(fā)噴霜,產(chǎn)生不溶性硫黃的效果。

   硫化後的橡膠製品經(jīng)過一段時間後也會發(fā)生噴霜。作為預防措施,在計劃減少硫黃配合量以前,就應該留意完全硫化問題。硫化溫度、硫化時間是否適宜,不要寄希望於考慮稍微延長一點硫化時間為好。但是無論如何,高溫短時間硫化是不合適的。

   橡膠製品在硫化後應避免日光直射與急劇冷卻,應注意存放在自然通風的地方。在這種情況下,在容器上蓋上由帆布等製成的布套,這樣可以防止噴霜現(xiàn)象的發(fā)生。在硫化後產(chǎn)生的噴霜現(xiàn)象中,不溶性硫黃是不起作用的。

   與噴霜稍有不同的是,冬季橡膠膠漿中會出現(xiàn)肉眼看得見的硫黃結晶,若用放大鏡看,則能清楚地看出這是一些斜方晶體。一旦有這樣的結晶產(chǎn)生,在用毛刷塗布膠漿時會在毛刷的端部附著結晶體,在膠漿塗麵上形成凹痕;而用塗膠機進行塗膠時,則在刮膠刀的刀刃部位形成結晶,像一條條縱向膠痕。

   防止措施是:在硫黃配合中加入相當於硫黃所需量半數(shù)的不溶性硫黃,在使用膠漿時僅從膠漿槽中取所需的量,暫時不用的膠漿存放在膠漿槽內(nèi),慢慢攪拌以備待用。


3 膠料焦燒

    混煉膠的焦燒多見於梅雨季節(jié)開始。

   由於有了門尼粘度計及硫化儀,不論是新煉的混煉膠還是返煉膠料都能隨時進行測定,這樣就能防止膠料焦燒。在大批量生產(chǎn)混煉膠的工廠裡,冇有必要進行**測定,僅對規(guī)定要注意的膠料可采用一種測定方法。以下介紹防止焦燒的方法。

   首先要減少硫化促進劑的配合量,但這樣會導致橡膠製品的物理性能下降,了解這一點是非常重要的,硫化促進劑單獨使用的情況很少,多半是采用二種、三種促進劑並用的方式。一旦配合出了問題,就不能防止膠料焦燒,一般來說,通用橡膠用的主促進劑為曝pill類或次磺酞胺類促進劑。主促進劑DM是萬能型促進劑;促進劑M的焦燒性高,次磺酞胺類促進劑雖然有耐焦燒性,但由於硫化的起步速度慢,所以要根據(jù)膠料使用要求進行選擇。肌類、秋蘭姆類係輔助促進劑。在盛夏高溫季節(jié),輔助促進劑要減量使用,而主促進劑則儘量不減少其配合量。

    將10-20質量份的再生膠加入通用橡膠中,經(jīng)共混後製成的膠料,具有防止焦燒的作用。另外,對共混膠料,要考慮設計加成性配方,在研究焦燒性與硫化膠物理性能的基礎上作一些必要的修正。

在配合白炭黑膠料中,要添加二甘醇、聚乙二醇、有機胺助促進劑SL等。但添加以上配合劑過量的話也會導致焦燒,因此必須加以注意。標準的配合量應該是(與白炭黑相比)二甘醇與聚乙二醇(分子量為400)60%,有機胺促進劑SL為2.5%。

   在配合方麵儘管如上所述,作了許多探討,但是如果仍不能防止焦燒時,可添加防焦劑(硫化延遲劑)。硫化延遲劑是無水鄰苯二甲酸及苯甲酸類的有機酸、亞硝基化合物及鄰苯二甲酞胺等有機合成化合物。因亞硝基二苯胺具有汙染性,所以不能用於淺色橡膠製品。

防焦劑在延遲硫化的同時,也減慢了硫化速度,因為它會降低交聯(lián)度,所以不要大量使用。根據(jù)該作者的經(jīng)驗,用量不應超過0.4%。如果必須超過0.4%,則首先應該減少硫化促進劑的用量。不宜使用高促進劑,高防焦劑的配合方法。

   以下就操作工序中防止焦燒應注意的問題作一介紹,就每批混煉膠料而言,在原有數(shù)據(jù)的基礎上,設定焦燒時間的範圍,在此範圍內(nèi)不斷調(diào)整解決。例如,設定為門尼焦燒時間,125℃,

MS、15一25m in.

   對混煉膠可用水冷、風冷或兩者並用的方式使膠片冷卻到室溫。即使是壓延卷取的膠料,如果存在焦燒的危險,可對其進行邊風冷邊卷取,或者按一定長度裁斷後再進行風冷。按照需要也可以用空調(diào)房、冷藏庫進行貯存。

   對多數(shù)需返煉的膠料,首先將需返煉的膠料投入熱煉機上熱煉,在確認該膠料未發(fā)生焦燒的情況後,再添加新的混煉膠進行混煉,若操作程序與此相反,則會導致全部膠料焦燒。


4 有異物混入膠料的混煉

    在煉膠時有時會混入導物,這樣的膠料就不能使用,其原因有多種多樣,冇有定論,需要區(qū)彆對待。

在生膠中有用取乙烯薄膜包裝的,也有未包裝的。用聚乙烯薄膜包裝的橡膠極少混入異物,未包裝的橡膠在運輸過程中容易粘上砂土等異物。另外,在用托板運輸?shù)南鹉z中*近發(fā)現(xiàn),托板的木片會嵌入橡膠,這類附著在橡膠上的異物必須用鋼絲刷除去。

RSS3號或4號等大多數(shù)生膠是由小橡膠園生產(chǎn)的,所以經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)在生膠片之間夾雜著殘枝、枯葉、死亡的昆蟲等,若用鋼絲刷除去當然好。但若未能**乾淨,就投入煉膠機。這樣,由於相當一部分異物會

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