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海綿橡膠(橡膠發(fā)泡制品)

時間:2017-7-13閱讀:186
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海綿橡膠(橡膠發(fā)泡制品)

海綿狀多孔結(jié)構(gòu)的硫化橡膠。有開孔、閉孔、混合孔和微孔之分??芍瞥绍浵鹉z或硬橡膠制品。質(zhì)輕、柔軟、有彈性、不易傳熱。具有防震、緩和沖擊、絕熱、隔音等作用。用合成橡膠制成的還具有耐油、耐老化、耐化學(xué)藥品等特點(diǎn)。廣泛用于汽車、飛機(jī)、化學(xué)、日用品等工業(yè),用作保溫、隔音、防震材料,以及制座墊、床墊、醫(yī)療機(jī)械、衛(wèi)生用品、體育用品等??捎缮鹉z中加起泡劑(如碳酸銨、尿素、偶氮二異丁腈等)或上濃縮的膠乳經(jīng)攪拌鼓入空氣,再經(jīng)硫化而成。

此為海綿橡膠加工成品,在各種行業(yè)中廣泛應(yīng)用

所有的橡膠,EVA(乙烯一醋酸乙烯醋),高苯乙乙烯,以及橡塑共混的熱塑性彈性體,均可用來制造海綿橡膠。具體膠種的選擇,應(yīng)根據(jù)制品的使用條件、制品物化性能的指標(biāo)、制造方法及加工性能等進(jìn)行綜合考慮來確定。

普通的海綿橡膠主要選用天然橡膠、丁苯橡膠、丁二烯橡膠;檔次較低(如膠鞋普通中底)的可使用再生膠;無臭鞋墊使用EVA/橡膠并用,制造微孔鞋底可采用EVA或高苯乙烯與通用橡膠并用,或采用丁睛橡膠與聚氯乙烯共混;耐油的可選用丁睛橡膠、氯丁橡膠、丁睛橡膠/聚氯乙烯、環(huán)氧化天然橡膠等;要求耐熱、耐臭氧老化時,可選用三元乙丙橡膠和硅橡膠;輕質(zhì)(相對密度小于1)且高硬度(不小于80)、彎折回彈性優(yōu)異的發(fā)泡片材常要用塑料/橡膠并用,單靠sBs或橡膠難以達(dá)到此綜合要求。

從使用壽命、工藝、成本等綜合考慮,較為理想的膠種是三元乙丙橡膠、氯丁橡膠;天然橡膠、丁苯橡膠、順丁橡膠及其與塑料的共混料,多用于制造民用海綿橡膠制品。三元乙丙橡膠、氯丁橡膠多用于制造工業(yè)海綿橡膠制品。

發(fā)泡劑的要求

用于海綿橡膠的發(fā)泡劑,應(yīng)滿足如下要求。

①貯存穩(wěn)定性好,對酸、堿、光、熱穩(wěn)定。

②無毒、無臭、對人體無害,發(fā)泡后不產(chǎn)生污染,無臭味和異味。

③分解時產(chǎn)生的熱量小。

④在短時間內(nèi)能完成分解作用,且發(fā)氣量大,可調(diào)節(jié)。

⑤粒度均勻、易分散,粒子形態(tài)以球形為好。

⑥在密閉的模腔中能充分分解。

選擇發(fā)泡劑時應(yīng)該注意以下幾個特性:①分解溫度;②分解氣體的量;③分解時產(chǎn)生的熱量(放熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng));④分解氣體和分解生成物的異味、毒性等衛(wèi)生性能;⑤混煉時的分散性能;⑥與生膠的相容性;⑦與硫化體系的匹配性;⑧對制品的污染性;⑨操作安全性;⑩貯存穩(wěn)定性等。

硫化體系的選擇設(shè)計

海綿橡膠硫化體系的原則是,使膠料的硫化速度與發(fā)泡劑的分解速度相匹配。

不同的膠種選擇不同的硫化體系。通用橡膠,如天然橡膠、丁苯橡膠、順丁橡膠等,采用硫黃一促進(jìn)劑硫化體系,硫黃的用量為1.5一3.0份。促進(jìn)劑采用DM(或CZ)與TMTD,PZ,D,M等并用,促進(jìn)劑M,DM,CZ,DZ,TMTD,PZ等單用或并用也可作海綿橡膠的促進(jìn)劑,但用量較實(shí)心制品多一些。硅橡膠、三元乙丙橡膠、丁睛橡膠、EVA、聚氯乙烯/丁睛橡膠以及某些橡塑共混材料,可選用過氧化物硫化體系,此時應(yīng)注意過氧化物的用量是按聚合物的交聯(lián)效率來計算的,其用量的增減只能控制交聯(lián)密度的大小。使用過氧化物硫化的硫化時間,應(yīng)按它在硫化溫度下的半衰期來決定,一般取其硫化溫度下半衰期的5-10倍即可。

硫化過程中硫化速度與發(fā)泡速度的關(guān)系

A為焦燒時間,AB為熱硫化的前期,BC為熱硫化的中期,CD為熱硫化后期,D為正硫化點(diǎn)。如果在A點(diǎn)前發(fā)泡,此時膠料尚未開始交聯(lián),赫度很低,氣體容易跑掉,得不到氣孔。當(dāng)在AB階段發(fā)泡時,這時薪度仍然較低,孔壁較弱,容易造成連孔。如果在BC階段發(fā)泡,這時膠料已有足夠程度的交聯(lián),豁度較高,孔壁較強(qiáng),就會產(chǎn)生閉孔海綿。若在D點(diǎn)開始發(fā)泡,這時膠料已全部交聯(lián),赫度太高,也不能發(fā)泡。因此必須根據(jù)發(fā)泡劑的分解速度來調(diào)整硫化速度。

海綿橡膠硫化速度和發(fā)泡速度的平衡

發(fā)泡早于硫化時,大量氣體分解出來時,橡膠分子仍處于未交聯(lián)的自由狀態(tài),形成的氣孔在分解出來的氣體的猛烈地沖擊下孔壁塌陷或破裂,部分氣體由橡膠表面跑掉,造成發(fā)泡不足和表面不光滑,形成不均勻的大孔及表皮非常薄的制品;若硫化早于發(fā)泡時,當(dāng)發(fā)泡劑開始分解產(chǎn)生氣體時,膠料已產(chǎn)生相當(dāng)程度的交聯(lián),膠料薪度增大,發(fā)泡劑分解出來的氣體受硫化橡膠的束縛難以使橡膠起泡,發(fā)泡困難,造成發(fā)泡不足。其結(jié)果是所生產(chǎn)出來的海綿為厚表皮的小孔制品,發(fā)泡程度低、硬度高、彈性低。因此,適當(dāng)調(diào)節(jié)硫化速度很重要,因它對海綿橡膠的密度(發(fā)泡倍率)、吸水率(開孔氣泡增加而吸水率增大)和表皮狀態(tài)是否良好有*影響。

塑煉

所謂塑煉,就是從外部向生膠畢加機(jī)械剪切力,解開分子間的凝聚力,切斷分子鏈,降低生膠的6性,使之具有一定的可塑度,使配合劑的混合和混煉加工容易進(jìn)行的一道工序。塑煉分為低溫塑煉和高溫塑煉兩種。對于EPDM等合成橡膠而言,橡膠供應(yīng)商在聚合階段就已經(jīng)調(diào)整了適用于制造海綿橡膠的各種ARF33P度。因此,不需要進(jìn)行塑煉。但是,對于天然橡膠,塑煉還是必需的,塑煉膠的可塑度應(yīng)保持在0.56以上,這主要基于以下幾點(diǎn)考慮:a.生膠充分的塑煉,使它便于混煉,各種配合劑能很好地分散到橡膠中去,使發(fā)泡均勻;b.高的可塑性,便于膠料發(fā)磯,在發(fā)泡的過程中阻力降低;c.能減少硫化制品的收縮性??梢菟苄缘拇笮。瑢>d底的收縮影響很大。在海綿橡膠的制造過程中,橡膠a度越低,膠料越容易膨脹,越能夠制得泡孔均勻,收縮率小的海綿橡膠。

混煉

混煉膠的熟化制造海綿橡膠的技術(shù)關(guān)鍵就是混煉膠的熟化。;在海綿橡膠生產(chǎn)過程中,混煉膠熟化極為重要。所謂熟化就是在生膠中加人配合劑混煉后,使混煉膠停放一段時間,可緩愛和其在加工等過程中產(chǎn)生的殘余變形,增進(jìn)配合劑(發(fā)泡劑、硫黃、促進(jìn)劑等)的溶解和遷移穩(wěn)定性,使其物理性能、加工性能等得到改善。

發(fā)泡劑的分散性

海綿橡膠制造過程中zui重要的工序之一就是想方設(shè)法讓發(fā)泡劑分散均勻。炭黑的分散用導(dǎo)電方法和炭黑分散儀進(jìn)行測定。但是,發(fā)泡劑的分散性能還沒有比較容易的評估方法,仍在繼續(xù)沿用過去的方法,即將混煉膠片拉長,用目測的老方法進(jìn)行評價。提高分散性可采用先加發(fā)泡劑方法。

海綿橡膠的成型和硫化海綿橡膠的成型方法有擠出成型、模壓成封,平板成型等各種方法。EPDM海綿zui常用用的一般是擠出方法(汽車零部件)。多半采用連續(xù)擠出的熱空氣硫化發(fā)泡的UHF法(微波和熱空氣并用)進(jìn)行加工。制造海綿橡膠,除采用連續(xù)擠出硫化發(fā)泡法外,還有平板硫化發(fā)泡法。該方法很早以前就用于海綿橡膠的制造,其特點(diǎn)是能夠制得含有微孔的海綿制品。當(dāng)使用平板硫化機(jī)制造橡膠海綿時,一般采用二段硫化法(一段硫化,二段硫化)。一段硫化以發(fā)泡劑的分解為主要目的,一段硫化裝膠量為模具容積的105℃,經(jīng)低溫短時間〔(100-120)℃X(5一10)min〕硫化后,把所制得的半硫化海綿橡膠裝到二段硫化模具內(nèi),再高溫長時間仁(120-160)℃X(10一15)min〕硫化,完成發(fā)泡過程。這樣所得到的海綿橡膠制品的尺寸與模具的形狀一樣。一段硫化條件和二段硫化條件因橡膠海綿的硬度、大小、厚度以及膠種、配方的不同而不同。海綿橡膠密度小,彈性和屈撓性優(yōu)異,具有較好的減震、隔音、隔熱性能。海綿橡膠被廣泛地應(yīng)用于密封、減震、消音、絕熱、服裝、制鞋、家電、印染、健身器材和離子交換等許多方面。如汽車的擋風(fēng)條、緩沖膠墊、建筑工程用密封墊片、弱電部件的絕熱材料、減震材料、簡易潛水服及鞋等制品。

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